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UNIVERSIDADE DO PORTO

ACULDADE DE CIÊNCIAS DO RTO E DE EDUCAÇÃO FÍSICA

0 Transporte de Cargas em Mochilas Escolares e o Desenvolvimento Motor Harmonioso das Crianças

Estudo das repercussões biomecânicas agudas na marcha e na equilibração, com cargas diferenciadas

ge Tiago Ferreira Lopes

PORTO

UNIVERSIDADE DO PORTO

FACULDADE DE CIÊNCIAS DO DESPORTO E DE EDUCAÇÃO FÍSICA

O TRANSPORTE DE CARGAS EM MOCHILAS ESCOLARES E O

DESENVOLVIMENTO MOTOR HARMONIOSO DAS CRIANÇAS.

Estudo das repercussões biomecânicas agudas na marcha e na equilibração, com cargas diferenciadas.

JORGE TIAGO FERREIRA LOPES

PORTO 2002

O TRANSPORTE DE CARGAS EM MOCHILAS ESCOLARES E O

DESENVOLVIMENTO MOTOR HARMONIOSO DAS CRIANÇAS.

Estudo das repercussões biomecânicas agudas na marcha e na equilibração, com cargas diferenciadas.

Tese apresentada à Faculdade de Ciências do

Desporto e Educação Física, da Universidade do

Porto, como requisito para a obtenção do grau de

Mestre em Ciência do Desporto na especialidade

da Actividade Física Adaptada.

JORGE TIAGO FERREIRA LOPES

Orientador: Prof. Dr. João Paulo Vilas-Boas

Mestrado em Actividade Física Adaptada

AGRADECIMENTOS

Os meus agradecimentos dirigem-se a todos aqueles que considero co-

responsáveis por este produto final, particularmente, durante os últimos dois anos

da concretização deste projecto de mestrado.

O meu muito obrigado:

Ao Laboratório de Biomecânica da FCDEF, pelo apoio prestado durante os

procedimentos experimentais para este estudo, nomeadamente ao Eng. Pedro

Gonçalves, ao Dr. Filipe Conceição, à Dra. Filipa Sousa e ao Dr. Alberto

Graziano.

Aos jovens que participaram neste trabalho, em especial àqueles que se

deslocaram ao Laboratório de Biomecânica da FCDEF, pela paciência e

abnegação reveladas durante os testes experimentais.

Aos professores de Educação Física e representantes dos Conselhos Executivos

das Escolas visitadas, durante o estudo epidemiológico, por toda a compreensão

e colaboração prestadas.

Aos colegas mestrandos, na área da Biomecânica: Luis Oliveira e Nuno Carvalho,

pela ajuda, companheirismo e amizade que disponibilizaram sempre que foi

necessário, durante todo este projecto de investigação.

Ao professor Dr. João Paulo Vilas Boas, que sempre foi o maior incentivador e

exemplo de dedicação e competência.

A todos os amigos e familiares, de quem obtive todo o apoio e incentivo, desde o

primeiro momento.

Ill

índice

Pág.

Lista de Figuras v

Lista de Quadros viii

Abreviaturas e Símbolos ix

Resumo xi

1. INTRODUÇÃO 1

2. REVISÃO DA LITERATURA 5

2.1. A Mochila 5

2.2. A Marcha 8

2.2.1. A Força de Reacção do Solo 12

2.2.2. Distribuição da Pressão Plantar 22

2.3. O Equilíbrio 27

2.3.1. A Força de Reacção do Solo 36


3. MATERIAIS E MÉTODOS 40

3.1. Caracterização dos sujeitos e do Protocolo Experimental 41 3.1.1. Estudo Epidemiológico 41

3.1.2. Estudo Laboratorial da Marcha e do Equilíbrio 41

iv

3.2. Metodologia e Materiais utilizados 42

3.2.1. Estudo Epidemiológico 42

3.2.2. Estudo Laboratorial da Marcha 44

3.2.3. Estudo Laboratorial do Equilíbrio 49


3.3. Definição das variáveis selecionadas 59

3.3.1. Estudo Epidemiológico 59

3.3.2 ..Estudo Laboratorial da Marcha 60

3.3.3. Estudo Laboratorial do Equilíbrio 62

3.4. Procedimento Estatístico 64

4. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS 66

4.1. Estudo epidemiológico 66

4.2. Estudo Experimental da Marcha e do Equilíbrio 73

4.2.1.1. A Marcha - A Força de Reacção do Solo 73 4.2.1.2. A Marcha - Distribuição da Pressão Plantar 81

4.2.2.1. O Equilíbrio -A Força de Reacção do Solo 87

4.2.2.2. O Equilíbrio - Distribuição da Pressão Plantar 91

5. CONCLUSÕES 95

6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 97

7. ANEXOS 109

Mestrado em Actividade Física Adaptada v

LISTA DE FIGURAS

página

FIGURA 1 - Sequência de episódios característicos da fase de 11

apoio no ciclo da marcha (WHITTLE, 1995).

FIGURA 2 - Sujeito 1 realizando o apoio sobre a plataforma de 44

forças, durante o teste da marcha, com carga (mochila).

FIGURA 3 - Esquema gráfico do sistema do protocolo experimental 45

utilizado para análise da marcha.

FIGURA 4 - Equilíbrio bipodal do sujeito 2 com carga, durante o 51

teste de 30 s.

FIGURA 5 -Saída gráfica 2D do sistema Pedar. 52

FIGURA 6 - Saída gráfica 3D do sistema Pedar. 5 2

FIGURA 7 - Equipamento principal do sistema Pedar de registo das 53

pressões plantares.

FIGURA 8 - Sincronismo das amostras obtidas pelo ACK (FRS) e 54

pelo PEDAR (pressão plantar).

FIGURA 9 - Esquema do protocolo experimental de captação 55

simultânea de dados das palmilhas e da plataforma de força, para a

situação de marcha.

FIGURA 10 - Esquema do protocolo experimental de captação 5 6

simultânea de dados das palmilhas e da plataforma de força, para a

situação do equilíbrio.

Mestrado em Actividade Física Adaptada vi

FIGURA 11 - Esquema da divisão do pé em quatro áreas de 57

pressão plantar SACCO (1997).

FIGURA 12 - Gráfico representativo das componentes vertical e 62

ântero-posterior da FRS e algumas variáveis de estudo

consideradas.

FIGURA 13 - Divisão do espectro de frequências do sinal

estabilométrico em quatro bandas de potência (OLIVEIRA, 1996).

FIGURA 15 - Médias semanais de peso transportado

individualmente pelos alunos de cada Escola e do total da amostra.

FIGURA 16 - Formas de transporte da mochila mais frequentes

entre as crianças do estudo epidemiológico.

FIGURA 19 - Representações gráficas dos picos máximos e mínimo

de força vertical (FZ) absoluta, nas três situações de carga, durante

o apoio, para o pé direito e pé esquerdo, respectivamente.

63

FIGURA 14 - Representação gráfica do peso (média e desvio 6 7

padrão) transportado semanalmente na mochila.

68

69

FIGURA 17 - Percepção do conforto e do peso representado pela 7 1

mochila.

FIGURA 18 - Relação entre dores sentidas supostamente 7 2

relacionadas pelo transporte da mochila, sua localização e procura

ou não de tratamento das mesmas.

74

FIGURA 20 - Representações gráficas dos picos máximos e mínimo 7 6

de força vertical (FZ) normalizada ao peso total (sujeito e mochila),

nas três situações de carga, durante o apoio (tempo normalizado à

duração total do apoio), para o pé direito e pé esquerdo,

respectivamente.

Mestrado em Actividade Física Adaptada Vil

FIGURA 21 - Representações 2D e 3D da distribuição da pressão 82

plantar durante o apoio no ciclo da marcha para o sujeito 5, sem

mochila.

FIGURA 22 - Representações 2D e 3D da distribuição da pressão 8o

plantar durante o apoio no ciclo da marcha para o sujeito 5, com

15% de carga na mochila.

FIGURA 23 - Representações 2D e 3D da distribuição da pressão 85

plantar durante o apoio no ciclo da marcha para o sujeito 5, com

30% de carga na mochila.

FIGURA 24 - Sequência das fases do contacto do pé no solo (apoio

do retropé, mediopé e antepé).

FIGURA 27 - Área de migração do CP, em cada situação de carga,

durante o teste de Equilíbrio de 30 s, do indivíduo 7.

FIGURA 28 - Distribuição da pressão plantar no sujeito 2, sem

mochila (0%).

85

FIGURA 25 - Representação gráfica do padrão de comportamento g 6

da componente vertical da FRS, durante o apoio simples na marcha,

evidenciando as fases da curva representativas do retropé, mediopé

e antepé.

FIGURA 26 - Evolução da distribuição das pressões plantares com R f i

o aumento da Carga, no Sujeito 5 (em ambos os apoios).

90

91

FIGURA 29 - Distribuição da pressão plantar no sujeito 2, com 15% q~

de carga na mochila.

FIGURA 30 - Distribuição da pressão plantar no sujeito 2, com 30% q „

de carga na mochila.

FIGURA 31 - Equilíbrio bipodal do sujeito 2, com variação do nível Q.

de carga na mochila (0% -15% - 30%).

Mestrado em Actividade Física Adaptada viu

LISTA DE QUADROS

página

QUADRO 1 - Valores médios e desvios padrão (±) da força FZ (N) e 74

variação de tempo (s) em que ocorrem os eventos indicados, para

cada nível de carga e para ambos os pés, no total da amostra.

QUADRO 2 - Magnitude das variáveis da Força de Reacção do Solo 7 5

(valores médios e desvios padrão) normalizadas (expressas em %

do peso total), para a amostra, constituída por 11 sujeitos.

QUADRO 3 - Valores médios e desvios padrão dos Tempos em que 79

ocorrem os respectivos eventos estudados (expressos em % do

tempo total do apoio simples correspondente) para o total da

amostra.

QUADRO 4 - Valores médios e desvios padrão das Taxas de 80

Crescimento da Fz1 e Fz2 ( % PT / s ) e do Impulso vertical relativo

da mesma ( % ).

QUADRO 6 - Média e desvio padrão da potência média relativa, das oo

bandas de frequência, de 0 a 2 Hz, nas oscilações ântero-

posteriores.

QUADRO 5 - Média e desvio padrão da potência média relativa, das 89

bandas de frequência, de 0 a 2 Hz, nas oscilações médio-laterais.

QUADRO 7 - Média e desvio padrão das migrações do CP, médio-90

laterais e ântero-posteriores, e da área resultante, nos 30 s do teste

de equilíbrio bipodal.


ABREVIATURAS E SÍMBOLOS

A/P (ou Y) - Movimentos na direcção ântero-posterior.

ACK -Software "Acqknowledge".

ACV - Ângulo crâneo-vertebral.

A-D - Analógico-digital.

AP - Área de pressão.

CG - Centro de gravidade.

CM - Centro de massa.

CP - Centro de pressão.

FFT - "Transformada rápida de Fourier".

FRS - Força de reacção do solo.

Fx - Componente transversal ou médio-lateral da FRS.

Fy - Componente horizontal ou ântero-posterior da FRS.

Fz - Componente vertical da FRS.

Fz máxl - Primeiro pico máximo da componente vertical da FRS.

Fz máx2 - Segundo pico máximo da componente vertical da FRS.

Fz min - Pico mínimo da componente vertical da FRS.

G LM - "general linear mode!'.

ImpFzl - Impulso vertical relativo, da força vertical passiva.

lmpFz2 - Impulso vertical relativo, da força vertical activa.

M/L (ou X) - Movimentos na direcção médio-lateral.

Mestrado em Actividade Física Adaptada x

PC - Computador portátil.

PC - Peso corporal.

PT - Peso total.

SNC - Sistema nervoso central.

TC Fz1 - Taxa de crescimento da força vertical 1.

TC Fz2 - Taxa de crescimento da força vertical 2.

TFyO - Variação de tempo até se verifique o início da fase positiva da força

horizontal.

Tfymáx - Variação de tempo até se registar pico máximo da componente

horizontal da FRS.

Tfymín - Variação de tempo até se registar o pico mínimo da componente

horizontal da FRS.

Tfz máxl - Variação de tempo até se registar o 1o pico de força vertical

máximo.

Tfz máx2 - Variação de tempo até se registar o 2o pico de força vertical

máximo.

Tfz min - Variação de tempo até se registar o pico mínimo de força vertical.


RESUMO

O objectivo deste estudo consistiu em determinar as repercussões

biomecânicas agudas, na marcha e na equilibração, de crianças do 5o e 6o

anos, sujeitas ao transporte de cargas diferenciadas nas suas mochilas

escolares.

Para percebermos entre que valores oscila o peso da mochila transportada por

estas, ao longo da semana escolar, e conhecermos a forma habitual como é

feito o seu transporte, realizámos um estudo epidemiológico em duas escolas

na região do Grande Porto.

Seguidamente, estudámos uma amostra constituída por 11 sujeitos,

provenientes da amostra inicial do estudo epidemiológico, que reproduziram,

em laboratório, a marcha e a equilibração bipodal estática, em três condições:

sem mochila e com mochila com cargas equivalentes a 15% e 30% do seu

peso corporal.

Para este estudo experimental foi utilizada uma plataforma de forças BERTEC e

o sistema PEDAR, composto por palmilhas, transdutoras de pressão plantar,

com o objectivo de analisarmos as repercussões da carga transportada na

força de reacção do solo e na distribuição da pressão plantar, durante o apoio,

quer na marcha, quer na equilibração.

Dos resultados obtidos no estudo da marcha e da equilibração, verificámos

existirem alterações significativas de determinadas variáveis (Fzmín e

TcFzmáxI, área e potência média relativa) que nos permitem concluir existirem

repercussões biomecânicas agudas em ambas as situações, com o aumento

de carga, especialmente com a elevação para 30% do PC dos sujeitos.


ABSTRACT

The aim of this programme consists in establishing the acute biomechanics

repercussions in the Gait and Balance of children from the 5th and 6th grade,

who transport different loads in their backpacks.

To better understand the fluctuation of the backpack's weight during a school

week and to be acquainted with the usual way how these children transport

their bags, we have made an epidemiological study in two schools of the

Oporto area.

Next, we have studied a sample made up of 11 individuals, deriving from the

initial sample of the epidemiological study, that reproduce in laboratory the gait

and the static bi-footed balance, in three different conditions: without backpack

and with backpack with loads equal from 15% and 30% of their corporal

Weight.

During this experimental study, a force platform BERTEC was used as well as

the PEDAR system, made up of insoles, transducers of plantar pressure, with

the aim of analysing the repercussions of the load transported in the ground

reaction force and in the distribution of plantar pressure during the footing,

either in the gait or in the balance.

From the results of the gait and balance study, we have confirmed the

existence of same significative changes of some variants (Fzmin and

TcFzmáxI, surface and relative average power) that allows us to conclude

that there are acute biomechanics repercussions in both the situations with the

increase of the load, specially when there is an elevation to 30% of the

individuals corporal weight.


RÉSUMÉ

L'objectif de cette étude a consisté à évaluer les répercussions biomécaniques

aiguës, dans la marche et dans l'équilibration, d'élèves des 5eme et 6eme

années de scolarité, soumis au transport de charges différenciées dans leurs

cartables.

Afin de comprendre entre quelles valeurs oscille le poids du cartable

transporté par ceux-ci, tout au long de la semaine scolaire, et pour savoir de

quelle manière est habituellement effectué son transport, on a réalisé une

étude épidémiologique dans deux écoles de la ville de Porto.

De suite, on a étudié un échantillon composé par 11 individus, provenant de

l'échantillon initial de l'étude épidémiologique, qui ont reproduit, en laboratoire,

la marche et l'équilibration bipède statique, selon trois conditions : sans le

cartable et avec le cartable ayant des charges équivalentes à 15% et 30% de

leur poids corporel.

Dans cette étude expérimentale on a utilisé une plate-forme de forces

BERTEC et le système PEDAR, composé par des semelles, transductrices de

pression plantaire, pour analyser les répercussions de la charge transportée

dans la force de réaction du sol et dans la répartition de la pression plantaire,

pendant l'appui, soit dans la marche, soit dans l'équilibration.

Des résultats obtenus dans l'étude de la marche et de l'équilibration, on a

vérifié qu'il existe des changements significatifs de certaines variables (Fzmin

et TcFzmáxI, surface et puissance moyenne relative) qui nous permettent de

conclure qu'il y a des répercussions biomécaniques aiguës dans l'une et

l'autre situation, avec l'augmentation de la charge, notamment avec

l'accroissement de 30% du poids corporel des individus.


1. INTRODUÇÃO

Para muitos estudantes, a única forma de transportar o (muito) material

didáctico necessário às suas actividades escolares é recorrendo a uma mochila

(NEGRINI et ai., 1996; PASCOE et al.,1997; KAREN et ai., 1999).

Essa mochila é, normalmente, transportada de várias formas, algumas das

quais subvertendo a técnica recomendável, a de colocá-la às costas, com as

alças ajustadas em ambos os ombros. Nomeadamente, realizando o seu

transporte com esta apoiada num só ombro.

Segundo COSTA (2000), o conceito de sobrecarga define um conjunto de

forças e momentos produzidos durante a manutenção de uma postura ou a

realização de um dado movimento. Quando essas forças são geradas fora do

corpo, são classificadas como sobrecarga externa. É o caso das mochilas

escolares transportadas às costas dos alunos.

Para além da forma incorrecta de transportar a mochila, tantas vezes utilizada

pelos estudantes, o peso excessivo agrava a sobrecarga que se manifesta

durante a locomoção, como demonstram os trabalhos de GOH et ai. (1997) e

HONG et ai. (2000).

Vários investigadores têm produzido estudos que demonstram que, deste facto,

resultam determinadas alterações estáticas e dinâmicas, traduzidas ao nível da

postura estática e durante a marcha, respetivamente.

Todavia, o organismo humano, dotado de uma notável capacidade de

adaptação, desenvolve um conjunto de ajustamentos compensatórios a essas

alterações (PIERRYNOWSKI et ai., 1981; LINK et ai., 2000).

Da prática recorrente e prolongada desses mecanismos de sobrecarga, muitos

jovens parecem manifestar sinais claros de dor (PASCOE et al.,1997;

OLIVEIRA, 1999; TROUSSIER et ai., 1994), que associam com frequência ao

í


uso das mochilas pesadas e que resultam, em muitos casos, em idas a

consultas médicas, clínicas de reabilitação física, etc.

Sendo este um problema tão actual, de bem-estar infantil e de prevenção

futura, que atinge milhares de crianças e jovens, pretendemos com este estudo

contribuir, no sentido de reivindicar atitudes de caráter profilático, ou de

prevenção primária.

Nesta perspectiva, enquadramos este Mestrado de Actividade Física Adaptada;

na vontade de acrescentar mais um contributo para que esta "população

especial", constituída pelas crianças e jovens em idade escolar, possa

desenvolver equilibrada e harmoniosamente o corpo e a mente.

A disciplina de Educação Física, presente na formação geral dos alunos,

pretende dar um contributo válido e decisivo para o seu desenvolvimento

integral e harmonioso, privilegiando a componente física.

As queixas manifestadas pelos alunos, acerca do desconforto sentido e das

dores relacionadas com o transporte das suas mochilas escolares, bem como

de evidentes compensações posturais ao peso que estas transportam, têm

levantado suspeitas da existência de uma realidade que atenta contra a

qualidade de vida de um número relevante de estudantes.

Este estudo tem como objectivo, em primeiro lugar, confirmar ou não essas

suspeitas, ao pretendermos conhecer uma determinada realidade, realizando

um estudo epidemiológico, acerca do peso médio transportado diariamente nas

mochilas, da sua relação com eventuais dores sentidas, etc.

Depois, pretendemos analisar as repercussões biomecânicas agudas que

cargas de determinada magnitude diferenciada reflectem na marcha e na

equilibração, em termos de adaptações funcionais do organismo ou estratégias

de remediação.

Para além deste aspecto, o conhecimento destas repercussões biomecânicas é

fundamental para um determinado universo de actividades físicas, em que o

2


transporte de cargas, por recurso a uma mochila, assume papel decisivo para o

sucesso das mesmas. Como por exemplo as actividades de montanhismo.

A opção pelo estudo da Marcha teve que ver com o facto do transporte de

mochilas escolares traduzir a ideia de um percurso realizado (casa - escola e

vice-versa) e durante os intervalos escolares, sendo a marcha, o movimento

dominante dessa acção.

Por outro lado, pressupõe o reconhecimento da marcha como um fenómeno

cíclico, constituindo uma sucessão de eventos que se repetem ao fim de algum

tempo e, como tal, permitem o estudo isolado das etapas desse ciclo (MELO et

ai., 1999).

Neste sentido, pretendemos analisar um conjunto de variáveis dinâmicas da

marcha, relacionadas com a sobrecarga mecânica que o peso transportado na

mochila escolar implica no aparelho locomotor.

Através destes parâmetros, procuramos avaliar as alterações no padrão da

marcha num grupo de jovens, sujeitos ao transporte de uma mochila pesando o

equivalente a 15% e 30% do seu peso corporal e sem mochila, de forma a

descrever a influência da carga nos prováveis mecanismos compensatórios,

durante a locomoção.

Procuramos ainda determinar relações de dependência entre as áreas de

pressão plantar e a formação de picos de pressão plantar, e como elas

evoluem em função da elevação do peso transportado nas mochilas.

De acordo com os trabalhos de AMADIO e SACCO (1999), é possível obter

importantes informações acerca da forma e características da sobrecarga

mecânica exercida sobre o aparelho locomotor, através da investigação da

força de reacção do solo, bem como da distribuição de pressões plantares,

durante a fase de apoio da marcha.

3


O estudo que se segue é iniciado a partir de uma revisão bibliográfica, na qual

se procura caracterizar a marcha e a equilibração, sob ponto de vista da

dinâmica. Concretamente, colocando maior ênfase no conhecimento do

comportamento da força de reacção do solo e no registo de pressões

plantares, em estudos privilegiando amostras formadas por crianças e jovens,

ou ainda, em alguns trabalhos de investigação em que se tentou utilizar cargas

transportadas em mochilas.

Nesta revisão da literatura, para além de estudos em que se utilizaram as

técnicas específicas da dinâmica, são ainda aflorados trabalhos onde outras

técnicas biomecânicas foram utilizadas, nomeadamente pela Cinemetria, com o

mesmo objectivo, o de analisar as alterações na marcha em função da

elevação da carga nas mochilas.

São dadas a conhecer as metodologias utilizadas neste estudo, assim como os

materiais a que recorremos para as concretizar.

De seguida são apresentados os resultados obtidos no estudo e,

simultaneamente, discutidos de acordo com aspectos mais relevantes

apresentados aquando da consulta bibliográfica.

Dos resultados obtidos emergem as conclusões mais relevantes, quer do

estudo epidemiológico, quer dos estudos da marcha e da equilibração.

No final, apresentamos um capítulo dedicado à referenciação bibliográfica e

também, uma secção que contará com alguns anexos.

4


2. REVISÃO DA LITERATURA

Neste capítulo iniciamos a abordagem ao tema, salientando a importância

atribuída à mochila como meio de transporte privilegiado, utilizada pela

generalidade dos estudantes no seu quotidiano escolar.

Destacamos, ainda, aspectos que se prendem com a forma de realização do

seu transporte e dos limites de peso transportável numa mochila, considerados

por diversos autores, com base em trabalhos de natureza biomecânica e

fisiológica.

Seguidamente apresentamos uma súmula de conhecimentos provenientes de

vários trabalhos de investigação, respeitantes à marcha e ao equilíbrio,

enfatizando dados respeitantes à força de reacção do solo e à análise de

pressões plantares durante o apoio.

De referir ainda, que algumas das conclusões extraídas destes estudos

reflectem repercussões na marcha, provocadas pelo transporte de cargas de

determinada magnitude, em mochilas.

2.1. A MOCHILA

Entre os estudantes, as mochilas começaram a ser moda nos anos 80. De

início eram utilizadas apenas nos tempos livres, mas aos poucos foram sendo

adoptadas para o transporte de material escolar.

A mochila é dos utensílios de transporte de material didáctico mais utilizado

pelos estudantes, nos seus trajetos de casa para a escola e vice-versa

(TROUSSIER, 1994; NEGRINI et ai., 1996; PASCOE et ai.,1997; GRIMMER,

1999).

5


Quando comparadas com outros meios de transporte de livros e cadernos (na

mão, em malas de mão ou a tiracolo), têm inegáveis vantagens: permitem a

repartição simétrica do peso por ambos os ombros, deixando livres as mãos.

Com o objectivo de se encontrar outras formas alternativas mais eficazes para

transportar cargas, foram produzidos diversos estudos (KINOSHITA, 1983;

LEGG et ai., 1985; LEGG et ai., 1992).

Todavia, a mochila tem mantido maior consenso quanto à eficácia oferecida,

atendendo a várias variáveis, tais como: a sua dimensão, a quantidade e

volume da carga transportada, ou mesmo a distância e o tipo de terreno em

que se realiza o transporte da mesma, como demonstraram os trabalhos

realizados por: MALHOTRA e SEM GUPTA (1965), LEGG e MAHANTRY

(1985), LEGG et ai., (1992), KNAPIK (1989) e PASCOE (1997).

Estes autores concluíram que o transporte da mochila às costas, com o seu

peso equilibradamente distribuído pelos dois ombros, constitui um método

muito eficiente, sob ponto de vista energético, comparativamente com qualquer

outra forma de a transportar.

Para além da importância de se realizar correctamente o transporte da mochila,

é fundamental que a carga transportada na mesma não ultrapasse

determinados limites de peso.

A maior parte dos estudos produzidos, aponta para limites de carga

transportada por crianças, em torno dos 10 a 15% do seu peso corporal

(MALHOTRA e SEM GUPTA, 1965; VOLL e KLIMT, 1977; SANDER, 1979;

HONG et al., 2000).

Já com adultos, esses limites apontam para valores que rondam os 30%

(HARDIN e KELLY, 1975, cit. por PASCOE, 1997), embora não haja

unanimidade em torno deste valor.

6


O Instituto Nacional Americano para a Saúde e Segurança no Trabalho (1981),

recomenda que, para adultos, não se deve exceder a carga de 23 kg, pois este

valor já representa uma carga "mais ou menos pesada".

Este Instituto refere que um peso de 14 kg constitui uma carga moderada e que

pode ser manipulado por cerca de 85% da população de trabalhadores norte

americana.

Também concluíram não haver diferenças significativas entre sexos até um

peso "mais ou menos pesado" mas que daqui para a frente, até ao "peso

máximo", acentuam-se as diferenças.

Existe um número considerável de estudos acerca do uso de Mochilas; no

entanto, a sua maioria tem privilegiado amostras de sujeitos adultos.

São disto exemplo os trabalhos realizados por KNAPIK (1989),YU e LU (1990),

VIEL et ai. (1981), QUESADA et al.(2000) que utilizaram militares como

amostra para os seus estudos.

No entanto, segundo PASCOE (1997), as crianças e jovens precisam de

limitações para o peso das mochilas, sensíveis à sua idade, peso, padrão de

crescimento e nível de força.

Tem sido considerado que o transporte de cargas a partir de determinada

intensidade, coloca pressões adicionais sobre as estruturas ósseas da coluna

vertebral das crianças e adolescentes, tomando-os propensos a alterações na

postura. Essas alterações foram demonstradas nos trabalhos de KINOSHITA,

(1985), KNAPIK et ai. (1996), PASCOE et al.(1997), KAREN et ai. (1999), LINK

et ai. (2000).

Muitas vezes associados a alterações posturais encontram-se problemas de

dores nas costas, nos ombros e no pescoço (PASCOE et ai.,1997; OLIVEIRA,

1999; TROUSSIER et ai., 1994).

PASCOE et ai. (1997), também referem que a escoliose funcional é um

problema associado ao uso de mochilas.

7


Estes investigadores, aplicando um questionário a 61 alunos, com idades

compreendidas entre os 11 e os 13 anos, referem que 67.2% dos sujeitos se

queixaram de "músculos doridos", 50.8% de "dores nas costas", 24.5% de

"entorpecimento geral" e 14.7% de "dores nos ombros".

Num estudo epidemiológico sobre a prevalência da lombalgia na região da

grande Lisboa, OLIVEIRA (1999), com base na amostra de 1139 jovens com

idades entre os 10 e os 18 anos, concluiu que esta era de 39.2%. Para além

deste facto, também foi verificado uma maior prevalência de lombalgia nas

raparigas que nos rapazes.

Nos inquéritos a que responderam, estes jovens apontaram a zona lombar e

lombo-sagrada como locais privilegiados de aparecimento dessas dores.

Também referiram que a dor era mais intensa quando transportavam a mochila

escolar, outras cargas ou quando se inclinavam para a frente.

2.2. A MARCHA

A Biomecânica é uma disciplina, entre as ciências derivadas das ciências

naturais, que desenvolve análises físicas de sistemas biológicos e,

consequentemente, análises físicas de movimentos do corpo humano.

A Biomecânica pode ser dividida de acordo com os métodos de medição de

que faz apelo: a Cinemetria, a Antropometria, a Electromiografia e a

Dinamometria, sendo esta última a responsável pela determinação dessas

forças externas e sua distribuição.

8


A Dinamometria, em Biomecânica, lida com a determinação directa das forças

externas que são medidas na periferia do corpo sob a forma de força de

reacção (BAUMANN, 1989, cit. por COSTA, 2000).

O estudo da Marcha tem ocupado um lugar de destaque nos movimentos

estudados por esta disciplina.

A marcha é uma forma natural de locomoção vertical, cujo padrão motor se

caracteriza por uma acção alternada e progressiva das pernas e um contacto

contínuo com a superfície de apoio (WICKSTROM, 1990).

Este movimento caracteriza-se por ser voluntário e cíclico, executado pelo

homem no seu quotidiano, com diversas finalidades (MELO et ai., 1999).

De acordo com LIEBER (1992, cit. por ARAÚJO, 2000), o ciclo da marcha é

uma sequência perfeitamente orquestrada de eventos eléctricos e mecânicos

que culminam na propulsão coordenada do corpo através do espaço.

Estruturalmente, a Marcha é modificada de acordo com as características de

cada indivíduo, sua natureza morfológica, tipo de actividade, idade e presença

de determinadas doenças, entre outros factores.

A locomoção humana requer um complexo controlo interactivo entre múltiplas

extremidades e os segmentos do corpo, actuando, congruentemente, para

assegurar a melhor absorção possível do choque e eficiência energética do

movimento para a frente (COSTA, 2000).

Nos movimentos de locomoção humana existe uma grande variabilidade

(ROSE e GAMBLE, 1998), pelo que se pode dizer, segundo estes autores, que

cada indivíduo evidencia características particulares no padrão básico da sua

marcha.

Da mesma forma, BRUNERA e AMADIO (1993) admitem que a marcha seja

estruturalmente modificada de indivíduo para indivíduo, e para um mesmo

9


sujeito, a diferentes velocidades, devido à sua idade, à sua natureza

morfológica, ao tipo de actividade desenvolvida, entre outros factores. No

entanto, consideraram que determinadas características na locomoção humana

são passíveis de poder padronizar este movimento; uma destas é a dinâmica

do movimento.

O ciclo básico da marcha é composto por uma fase de apoio e uma fase de

balanço.

A primeira compreende o período entre o toque do pé (calcanhar) e o levantar

dos dedos.

A fase de balanço é iniciada após a retirada dos dedos e o segundo toque do

pé.

Nos indivíduos adultos, a fase de apoio compreende cerca de 62% do ciclo da

marcha e a fase de balanço dura aproximadamente 38% (SUTHERLAND et ai.,

1998).

Ainda segundo estes autores, a fase de apoio é dividida em três períodos:

1) Duplo Apoio Inicial (do toque do pé até ao levantar do pé oposto):

compreende aproximadamente cerca de 12% do ciclo da marcha;

2) Apoio Simples (do levantar do pé até ao toque do pé contralateral): traduz

cerca de 38% do ciclo;

3) Duplo Apoio Final (do toque do pé contralateral até ao levantamento do pé):

abrange aproximadamente 12% do ciclo.

Durante a fase de apoio, o pé contacta o solo, a massa corporal é apoiada

seguindo-se a propulsão para a frente nas etapas seguintes ao apoio.

Segundo WHITTLE (1995), a fase de apoio pode ser descrita de acordo com 5

pequenos episódios, como documenta a figura 1:

10


1 - Contacto do calcanhar com o solo ;

2 - "Pé plano". Acontece no momento em que o resto da planta do pé contacta

o solo e normalmente é quando o peso total do peso do indivíduo passará a ser

suportado pela perna (imediatamente precedente da fase de um único apoio);

3 - "Meio do apoio". Define-se no momento em que o centro de massa do

indivíduo está precisamente por cima do centro articular do tornozelo. Ou

ainda, quando o centro articular da anca está, na vertical, por cima da

articulação do tornozelo;

4 - Elevação do calcanhar. Ocorre quando este começa a deixar de contactar

com a superfície do solo, preparando-se para a propulsão para a frente do

corpo;

5 - Saída do dedo grande do pé (hálux). É a última acção da fase do contacto.

FASE DE APOIO

Figura 1 - Sequência de episódios característicos da fase de apoio no

ciclo da marcha (WHITTLE, 1995).

A - Fase do 1o duplo apoio B - Fase do apoio simples C - Fase do 2o apoio duplo

Para além do movimento que se realiza para a frente, são facilmente

identificáveis os movimentos vertical e mediolateral, quando se observa a

marcha num plano frontal.

l i


Quando a última fase do apoio tem lugar (a propulsão), o movimento da

componente vertical ganha preponderância. Contudo, ainda na fase de apoio

simples, o movimento do corpo toma a direcção desse apoio, promovendo

paralelamente, uma componente médio-lateral.

A etapa propulsora da fase de apoio pode ser dividida em duas sub-fases; a

primeira diz-se activa e a segunda, passiva.

A parcela activa ocorre após levantamento do calcanhar do solo e antes do

duplo apoio (do outro pé iniciar o contacto). A parcela passiva inicia-se com o

contacto do pé contrário (fase do duplo apoio).

Durante a marcha, a fase de apoio constitui um fenómeno complexo (AMADIO

e SACCO, 1999), caracterizado pela influência de muitas variáveis dinâmicas,

nomeadamente por forças internas e por forças externas.

De entre as últimas, destacamos a Força de reação do solo (FRS), nas suas

componentes ortogonais, assim como da sua distribuição pela planta do pé

(pressões plantares).

A partir da determinação dessas forças e distribuição da pressão durante o

apoio do pé no solo, em situações estáticas e dinâmicas, pode-se estudar os

mecanismos compensatórios prováveis, accionados em função de possíveis

alterações funcionais ocorridas no corpo humano.

2.2.1 A FORÇA DE REACÇÃO DO SOLO

A força de reacção do solo (FRS) é uma força que actua a partir do solo no

objecto que consigo mantém contacto. Esta força resulta de todas as forças

locais actuando na superfície do pé e no solo (NIGG et ai., 2000).

12


Segundo ARAÚJO (2000) a FRS é uma variável biomecânica que mostrou ter

um comportamento padrão constante e repetitivo, independente das condições

do solo, da idade do indivíduo ou da velocidade da marcha.

Já LOBO DA COSTA e AMADIO (1995) tinham afirmado que esse padrão

apresenta determinadas características que podem ser alteradas por via das

condições ambientais ou do próprio indivíduo.

Todavia, é importante realçar que a FRS constitui um dos mais importantes

indicadores de sobrecarga mecânica gerada pelo movimento, pois traduz o

somatório dos produtos da aceleração da massa de todos os segmentos do

corpo (AMADIO e DUARTE, 1996).

As três componentes ortogonais da FRS têm sido frequentemente descritas

nos mais variados contextos. Contudo, é possível defini-las da seguinte forma:

A COMPONENTE VERTICAL (Fz), representa a acção do corpo contra a

gravidade.

Justificado pela preponderância da sua magnitude sobre a força de reacção

resultante, a força vertical tem sido considerada um forte indicador da

capacidade de conduzir o corpo adiante, a despeito das forças externas bem

como das sobrecargas externas que atingem o aparelho locomotor (BECK et

ai., 1981; SUTHERLAND et al. 1988, cit. por COSTA, 2000).

A intensidade máxima aparece duas vezes representada na curva da força

vertical de reacção do solo. O primeiro pico, considerado pico passivo (Fz

máx1), tem lugar com o toque do calcanhar na plataforma de forças e o

segundo máximo, o pico activo (Fz máx2), ocorre pouco antes dos dedos

deixarem o contacto com o solo, correspondendo á fase de propulsão, durante

a qual apenas o metatarso se encontra em apoio.

Durante a marcha, um indivíduo, ao realizar o apoio no solo, exerce com cada

pé uma força máxima, que é superior ao seu peso total.

13


Em relação aos picos de força máxima que se produzem durante o apoio no

ciclo da marcha, SIMON et ai. (1981), verificaram valores que se

superiorizavam 0,5 a 1,25 vezes ao valor do peso corporal (PC).

JACOBS et ai. (1972), relataram que o valor máximo da componente vertical da

FRS podia chegar até 2 vezes o peso corporal do indivíduo.

AMADIO e BARBANTI (2000) referem que a força vertical chega a ultrapassar

10 a 30% do peso corporal do indivíduo.

Para além destes valores elevados de força, regista-se ainda uma depressão

ou vale (Fz min), entre esses dois picos, devido à aceleração parcial dos outros

segmentos corporais. Durante este período, resultante da deflexão do 1o pico

máximo da força vertical, o aparelho locomotor vê reduzido o valor da carga

que lhe é imposta durante a fase passiva do movimento (SERRÃO et ai.

,1993).

A força vertical inicia o seu declínio à medida que o outro pé contacta o solo

(início da fase do duplo apoio).

A FRS horizontal, ou componente ÂNTERO-POSTERIOR (Fy), traduz

sobretudo o carácter da propulsão e não tanto os aspectos da sobrecarga, e

indica uma desaceleração inicial na fase de acomodação do peso, seguida de

uma aceleração na fase propulsora, orientada na direcção do deslocamento

(COSTA, 2000).

A consequente frenação do movimento ântero-posterior produzida no início,

também conhecida por fase excêntrica ou negativa, está relacionada com o

toque do calcanhar no solo.

A cerca de 50% do apoio, inicia-se a fase concêntrica (de aceleração positiva),

com valores máximos cerca dos 30% do peso do indivíduo (KOMI, 1992).

A interpretação desta componente pode ser decisiva para avaliar a capacidade

de um indivíduo para realizar uma marcha segura e eficiente, principalmente se

comparadas as suas características entre diferentes condições de afectação do

14


aparelho locomotor, ou mesmo entre crianças em diferentes etapas do

desenvolvimento (BECK et ai. 1981; SUTHERLAND et ai. 1988, cit. por

COSTA, 2000).

A componente MÉDIO-LATERAL da FRS (Fx), representa sobretudo um

aspecto de controlo do equilíbrio dinâmico na direcção transversal, em termos

de instabilidade do apoio do pé no solo (COSTA, 2000).

As suas magnitudes são relativamente baixas (cerca de 10% do peso corporal

do indivíduo) e ligeiramente mais significativas durante a acomodação do peso,

que ocorre logo após o contacto do calcanhar com o solo.

Devido à reduzida magnitude e alta variabilidade que a componente da FRS

normalmente apresenta, torna-se difícil a realização de interpretações

generalizantes do seu padrão, pelo que não é geralmente muito discutida.

Apresenta um primeiro pico positivo, relacionado com as forças de pronação do

pé e, uma fase seguinte que se prolonga de 15% até 95% do apoio e que tem

que ver com a força de supinação do pé (AMADIO et ai.,1999).

A Taxa de Crescimento (TC) da força vertical, representa uma variável

biomecânica utilizada em diversos estudos, escorados ao estudo da marcha,

(SACCO, 1999; COSTA, 2000) e traduz a rapidez com que esta força atinge o

seu máximo de magnitude.

SERRÃO (1999) calcula o valor desta variável, pela razão entre Fzmáxl

(obtido em % PC) e o intervalo de tempo para atingi-lo (em % da fase de

apoio).

Como a componente vertical da FRS apresenta dois picos máximos, podemos

falar de duas taxas de crescimento: TC Fz máx.1 e TC Fz máx.2 (SACCO,

1999).

Esta variável tem sido utilizada em diversos estudos, sobretudo desenvolvidos

na área da reabilitação, que investigam a relação do seu efeito com a etiologia

15


ou mesmo progressão de situações patológicas relacionadas com os membros

inferiores, nomeadamente as dores lombares (COLLINS e WHITTLE, 1984;

MESSIER, 1992).

Estes investigadores referem que valores elevados da TC Fz máx.1

caracterizam indivíduos cujas funções relacionadas com a absorção da força,

no instante do contacto com o solo, se encontram prejudicadas.

O cálculo desta variável obtém-se a partir da razão entre Fz máx.1 (em % do

peso corporal) e o intervalo de tempo para atingi-lo (em % da fase de apoio).

A análise desta variável permite identificar as relações de sobrecarga no

aparelho locomotor ocorridas em intervalos de tempo demasiado curtos para

haver resposta activa da musculatura, gerando o chamado pico passivo, que

surge antes de Fz máx.1 (NIGG, 1985, cit. por COSTA, 2000).

Segundo este autor, as forças passivas podem alcançar o seu pico em

intervalos de tempo inferiores ao tempo de reacção do sistema neuro-muscular

e, neste caso, são transmitidas sob forma de impacto aos tecidos moles e

ossos, resultando em lesões.

O Impulso Vertical Relativo da força vertical (Imp Fz) é outra variável

biomecânica com interesse para a análise da marcha. Representa o carácter

temporal do desenvolvimento da força vertical, sendo utilizado para descrever

qualitativamente a capacidade de sustentação do membro inferior, durante a

fase completa do apoio (COSTA, 2000).

Segundo DUARTE et ai. (1995), o impulso vertical total traduz a capacidade do

sistema para responder à sobrecarga imposta pela tarefa do movimento.

Estes autores referem a existência de dois tipos de impulso: o Impulso passivo

e o Impulso activo, estando estes relacionados com o 1o e 2o picos de força

vertical máxima, respectivamente.

Esta variável foi igualmente usada por GLITSH et ai. (1993) com pacientes

sujeitos a processo de reabilitação, com o objetivo de identificar assimetrias na

16


capacidade de sustentação durante a fase de apoio, entre o pé esquerdo e o

pé direito.

Vários têm sido os estudos publicados acerca dos efeitos que o transporte de

cargas provoca no padrão normal da marcha.

Para essa avaliação, os autores têm recorrido a cargas de valor absoluto

(MALHOTRA e SEM GUPTA, 1965; PASCOE et ai.,1997; BEZERRA et ai.,

1999) ou optam por cargas de valor relativo ao peso corporal (KINOSHITA et

ai., 1983; KINOSHITA, 1985; MARTIN e NELSON, 1986; WONG e HONG,

1997).

Os estudos biomecânicos que procuram analisar as forças envolvidas na

dinâmica da marcha, têm privilegiado a utilização de Plataformas de força,

(SERRÃO et ai.,1993; BARROS et ai., 1995; MOTA et ai., 1997; SACCO,

2000), entre muitos outros.

A utilização da Dinâmica para estudar os efeitos da carga sobre o padrão da

marcha têm representação nos trabalhos de BEZERRA et ai. (1999), quando

jovens adultos se submeteram ao transporte de cargas de 10kg, 20kg e 30kg,

em mochilas.

Estes autores admitiram existir uma grande estabilidade do padrão da marcha,

mesmo durante o transporte de cargas "expressivas". Deste facto, concluíram

que o organismo, durante a marcha, apresenta uma grande eficiência no

controlo das acções motoras e uma alta capacidade de adaptação ao

movimento.

LINK et ai. (2000), utilizando cargas menores (12% do PC dos sujeitos), com

crianças de 8 a 9 anos, confirmaram esta capacidade de adaptação do

organismo que, apesar de alterações significativas no comportamento dos

ângulos do tronco e quadril a este nível de carga, as características espaço-

temporais da sua marcha mostraram-se estáveis.

MARTIN e NELSON (1986) verificaram que, para uma velocidade constante, a

cadência da passada na marcha, aumentava à medida que o valor da carga

17


transportada nas mochilas era aumentado, tomando-se estatisticamente

significativos para pesos que rondem os 40% do peso corporal dos indivíduos.

Estes investigadores concluíram que a duração (relativa e absoluta) do

contacto do calcanhar no solo diminui sempre que o valor da carga, ou da

velocidade da marcha, aumenta.

Para além desse aspecto, em resposta ao peso da mochila, o comprimento da

passada diminuiu, ao mesmo tempo que aumenta a frequência.

Este aumento do valor da carga faz aumentar igualmente o tempo de apoio

total e, consequentemente, o tempo do duplo apoio também se vê dilatado.

Ainda segundo os mesmos autores, aumentando a duração da fase do duplo

apoio, significa que a carga é suportada durante mais tempo pelos dois pés, o

que resulta na maior estabilidade da marcha, para além de provocar menor

desgaste mecânico sobre o sistema locomotor.

Com o objectivo de determinar o impacto que diferentes formas de transporte

de sacos escolares tinham na postura estática e na cinemática da marcha,

PASCOE et ai. (1997), resolveram estudar um grupo de 61 jovens de ambos os

sexos dos 11 aos 13 anos.

Em resposta ao peso da mochila, o comprimento da passada diminuiu e a sua

frequência aumentou, implicando a diminuição da fase de apoio da marcha, em

qualquer das formas de transporte experimentado.

Recorrendo a uma amostra constituída por adultos, KNAPIK et ai. (1996)

verificaram que com uma carga, transportada numa mochila, correspondendo a

20% do peso corporal, os indivíduos projectavam significativamente o seu

tronco para a frente.

KINOSHITA (1985) refere que, durante o transporte às costas de cargas de

diferentes magnitudes, observa-se uma maior flexão do joelho da perna que

acaba de fazer o contacto no solo, à medida que essa carga vai sendo cada

vez maior, supostamente devido à absorção do choque.

18


CHARTERIS (1998) comparando os efeitos do transporte de uma mochila nos

padrões da marcha, a diferentes velocidades, concluiu que os parâmetros

cinemáticos da marcha (temporais e espaciais), tais como: a cadência, o

comprimento e o tempo da passada, da absorção e do choque

(desaceleração), do duplo apoio e fase de balanço, todos mostraram ser

influenciáveis pelo valor da carga transportada e pela velocidade da marcha.

Assim, o investigador concluiu que o aumento da carga fazia com que

ocorresse relativamente mais cedo o contacto do pé no solo e aumentasse a

duração de todos os contactos no solo, fazendo diminuir os tempos de balanço.

Este fenómeno compensatório foi igualmente verificado por MALHOTRA e

GUPTA (1965), quando observaram uma inclinação "apreciável" do tronco para

a frente, em 6 jovens (9 -15 anos) que transportavam mochilas às costas com

2.6 kg (correspondendo a 10-12% do peso corporal).

KAREN et ai. (1999) realizaram um estudo, abrangendo uma população

escolar de 1049 indivíduos do 8o ao 12° anos, com o objectivo de analisar os

efeitos do peso transportado nas mochilas escolares, na postura dos

adolescentes, mais concretamente, da resposta do ângulo crâneo-vertebral

(ACV) à aplicação de cargas (mochila) nas costas.

Estes investigadores verificaram uma significativa alteração ACV em todos os

alunos do 8o ao 12° ano observados, quando comparadas a postura sem e com

mochila. As maiores alterações foram encontradas nos alunos mais novos.

Os resultados apoiam a ideia de que existe uma diferente resposta postural

relativamente aos dois sexos e ao nível de desenvolvimento ósseo (coluna

vertebral) mas também sugerem que o ACV pode não ser a medida mais

sensível das alterações posturais do segmento pescoço-cabeça, ocorridas em

adolescentes.

Diversos trabalhos têm posto em discussão a influência que a carga

transportada exerce no padrão da marcha dos indivíduos.

19


Grande parte dos estudos publicados que abordam as implicações directas ou

indirectas resultantes do transporte de mochilas com diferentes níveis de carga,

têm dado maior destaque a variáveis fisiológicas, nomeadamente ao consumo

de oxigénio.

Nestes trabalhos, os investigadores procuram traduzir o grau de esforço (ou de

economia de esforço) que esta actividade envolve, em função da carga

transportada.

DATTA et ai. (1971) e EPSTEIN et ai. (1980) consideram que as principais

alterações fisiológicas que se registam, derivadas do transporte de cargas de

determinada magnitude, encontram justificação nas alterações mecânicas

detectadas nessa marcha.

HONG et ai. (2000) procuraram verificar as diferenças fisiológicas, em 15

crianças do sexo masculino, no transporte de uma mochila carregada às

costas, com 10,15 e 20% do seu peso corporal.

Os resultados obtidos evidenciaram para a mochila mais pesada, aumentos

significativos quanto ao consumo de oxigénio, energia dispendida no esforço e

pressão sanguínea, quando comparados com os obtidos, usando as outras

mochilas.

QUESADA et ai. (2000) estudaram as respostas fisiológicas ao transporte de

mochilas, com 12 recrutas militares, numa marcha que durou 40 minutos.

As situações de estudo englobavam a marcha sem carga e com carga na

mochila às costas, pesando 15 e 30 % do peso corporal correspondente. Em

condições de carga, por cada aumento de 15% desse valor, verificou-se um

aumento proporcional nos gastos metabólicos (cerca de 5 a 6% superiores).

Outros investigadores procuram usar os meios da cinemática para estudar as

alterações no padrão da marcha, em função do aumento da carga

transportada.

20


WONG e HONG (1997) estudaram os padrões da marcha de 10 rapazes com

10 anos, sujeitos a diferentes níveis de carga nas mochilas (0%, 10%, 15% e

20% do seu peso corporal).

Da análise cinemática realizada, os autores verificaram que a mochila com

20% de carga provocou um aumento significativo da projecção anterior do

tronco e uma diminuição significativa do tempo de apoio simples de cada pé,

quando comparada com os restantes níveis de carga.

Segundo COSTA, (2000), o conceito de sobrecarga define um conjunto de

forças e momentos produzidos durante a manutenção de uma postura ou a

realização de um dado movimento. Quando essas forças são geradas

externamente ao corpo, são classificadas como sobrecarga externa. As

mochilas escolares, transportadas às costas dos alunos, assumem-se como

um bom exemplo de sobrecarga externa.

GOH et ai. (1997) tentaram verificar de que forma era alterada a força exercida

pelo músculo iliocostal dorsal, com o aumento do peso nas mochilas,

transportadas por 10 indivíduos do sexo masculino, com altura, peso e idades

semelhantes.

Para além de terem verificado uma evidente flexão anterior compensatória do

tronco, quando faziam o transporte da mochila carregada com 30% do seu

peso corporal, apenas encontraram modificações mínimas dos parâmetros da

marcha, tais como velocidade, comprimento e cadência da passada.

Estes investigadores também constataram um aumento desproporcional das

forças exercidas pelo músculo iliocostal dorsal na região da ligação L5-S1,

provocadas pelo transporte de mochilas carregadas com 15% do seu peso

corporal, quando esse peso aumenta para 30%.

Esses picos de força são de 26.7% e de 64%, em relação a situação de

ausência de carga, respectivamente para 15 e 30% do seu peso corporal.

21


2.2.2. DISTRIBUIÇÃO DA PRESSÃO PLANTAR

Para além do conhecimento acerca da manifestação das componentes da FRS

durante a fase de apoio, no ciclo da marcha, também deve ser discutido como

se distribuem estas forças de contacto.

A grande vantagem de se utilizar a análise da distribuição plantar das pressões

para o estudo da Marcha, consiste na possibilidade de conhecermos as

influências directas das forças aplicadas em regiões específicas da planta do

pé, em termos da sua intensidade, da área sobre a qual actuam e a duração da

sua aplicação (BORGES MACHADO et ai., 1999).

Segundo AMADIO e SACCO (1999), podem ser obtidos importantes

conhecimentos acerca da forma e características da sobrecarga mecânica, que

é exercida sobre o aparelho locomotor, através da investigação da FRS, bem

como da distribuição de pressões plantares, durante a fase de apoio na

marcha.

O conceito de pressão é usado para descrever a distribuição da força pela

superfície de contato ou área. Ou seja: P = F / A, onde F é uma força e A é a

área sobre a qual essa força é aplicada.

A pressão expressa-se em N/m2.

O conceito de pressão é particularmente importante em actividades onde

ocorram colisões ou impactos (HAMILL e KNUTZEEN, 1999). Geralmente,

quando uma força de impacto precisa de ser minimizada, esta deve ser

recebida sobre uma área o mais ampla possível.

Deste pressuposto resulta que, entre dois indivíduos de pesos diferentes, se a

planta do pé do sujeito mais pesado apresentar um área superior à do sujeito

mais leve, poderá acontecer verificarem-se pressões mais elevadas sobre os

apoios do indivíduo que pesa menos.

22


O número de estudos existentes para análise da distribuição de pressões

plantares em amostras de populações infantis é mais escasso do que aqueles

em que participam adultos como amostra.

No entanto, HENNING et ai. (1994) chegaram a comparar os padrões de

distribuição de pressões plantares de um adulto com um grupo de crianças

entre os 6 e os 10 anos, tendo concluído que nas crianças, os picos de pressão

formados eram consideravelmente mais baixos.

BORGES MACHADO et ai. (1999) justificam essa diferente magnitude da

distribuição de pressões plantares não apenas pelas evidentes diferenças de

peso corporal entre adultos e crianças, mas também pela influência da

constituição óssea peculiar das crianças.

Os mesmos autores consideram que a distribuição de pressão reduzida, que as

crianças evidenciaram, resultou do facto de, neste período do desenvolvimento

humano, a relação entre a largura do pé e o peso corporal promover a

distribuição das forças de reacção do solo, por uma área de contacto mais

ampla.

Contudo, HENNING e ROSEMBAUM (1991), não obtiveram correlação

significativa entre a massa corporal dos indivíduos e os picos de pressão, tanto

com crianças como com adultos.

Segundo os autores, o maior valor da massa corporal é em geral acompanhado

por uma maior área de pé onde a força é aplicada.

Também CAVANAGH et ai. (1991) encontraram apenas um efeito reduzido

(14% de variância) do peso do indivíduo na formação de picos de pressão

plantar no pé por inteiro.

O pé, como extremidade dos membros inferiores, é uma estrutura complexa,

tridimensional e diferenciada de forma excepcional no ser humano.

23


Das diversas funções que se atribuem a este segmento corporal, destaca-se a

capacidade de suporte, de amortização e de distribuição do peso do indivíduo

(KNACKFUSSetal.,1993).

Para além de permitir o apoio e o equilíbrio do corpo, o pé actua como um

sistema de alavancas que impulsionam o corpo, durante a marcha, a corrida ou

mesmo o salto (NASSER et ai., 1999).

O primeiro osso do pé dá pelo nome de astrálago e é responsável por receber

a carga da tíbia e a transmitir segundo duas direcções: póstero plantar, para o

calcâneo, e ântero plantar, para o escafóide ou navicular, e daí para o

metatarso.

A unidade designada por pé talar, constituída pelo talo, escafóide, três

cunéiformes, três primeiros metatarsianos e respetivos dedos, é responsável

por receber directamente a carga corporal e a transmitir ao solo, principalmente

durante a fase final do apoio (propulsão).

O calcâneo, o cubóide, o 4o e 5o metatarsianos e respetivos dedos constituem

a unidade calcanear, situada mais lateralmente e mais junto ao solo do que a

unidade talar, e tem uma função mais estática e de equilíbrio, quando o pé está

apoiado (GARDNER et ai., 1998).

A formação de picos de pressão plantar nas diferentes áreas do pé é

determinada por diversos factores estruturais. De acordo com MORAG e

CAVANAGH (1999) a literatura destaca os seguintes:

Constituição óssea, dimensões dos tecidos moles (STEEL et ai., 1980;

SALTZMAN et ai., 1994; CAVANAGH et ai., 1997) o comprimento relativo do

arco longitudinal medial (CLARKE, 1980; DUCKWORTH et al.,1985), as

proeminências ósseas (HABERSHAW e DONOVAN, 1984), todos têm sido

discutidos no contexto do aumento da pressão plantar.

Segundo PLENTZ (1995), podem existem três abordagens possíveis para

medições de pressões plantares entre o pé e o solo: o registo a partir da

24


superfície plantar e o solo, entre a sola do calçado e o solo, e entre a superfície

plantar do pé e a palmilha do calçado.

CAVANAGH (1987) considera que, em contexto clínico, as mais importantes

pressões são aquelas entre o pé e o calçado do paciente.

CAVANAGH e LAFORTUNE (1980) relataram áreas locais, distintas, de alta

pressão na planta do pé, durante a fase de apoio. As maiores pressões foram

medidas no calcanhar, nas cabeças dos metatarsos e sobre o hálux.

TESTUT, JACOB, entre outros anatomistas, defendiam que o pé se apoiava no

solo através de três pontos: Calcâneo e cabeças do 1o e 5o metatarsianos

(KNACKFUSS et ai. 1993).

Segundo SACCO (1997), considerando a estrutura anatómica dos pés, a

presença dos arcos plantares deveria contribuir para a diminuição dos picos de

pressão em determinadas regiões do pé.

VILADOT (1974, cit. por AMADIO e SACCO, 1999), estudando as áreas de

apoio dos pés, durante a marcha, concluiu que o hálux e a 1a cabeça

metatarsiana são mais solicitadas funcionalmente, apesar de toda a região

anterior do pé realizar o apoio.

Também concluiu que, na fase final do apoio, apesar de toda a região anterior

do pé ter contacto com o solo, verifica-se uma maior solicitação funcional na

cabeça do primeiro metatarso e no hálux.

SHOKES (1979) considera que, durante o apoio, o valor da força sob a cabeça

do primeiro metatarso representa 30% do peso corporal do indivíduo, enquanto

que na segunda cabeça força actuante não ultrapassa 10%.

Já em contexto clínico, DUCKWORTH et ai. (1985) e VEVES et ai. (1991),

utilizando uma amostra constituída por indivíduos diabétios, após realizarem

estudos sobre a pressão plantar dos mesmos, verificaram que, durante o apoio,

as maiores pressões plantares se localizavam nas primeiras duas cabeças

metatársicas e no hálux.

25


Nestas estruturas, CAVANAGH et ai. (1991) encontraram picos de pressão

plantar em 90% dos indivíduos diabéticos avaliados em seu estudo.

KNACKFUSS et ai. (1993), utilizando uma amostra de 43 indivíduos adultos e

recorrendo a um sistema computadorizado para análise biomecânica da

marcha, denominado F Scan, concluíram que em ambos os pés, os valores

mais elevados de pressão plantar ocorrem nas regiões: calcâneas, 2a e 3

cabeças metatarsianas e nos háluxes.

Também puderam observar que o maior tempo de contacto na região do

antepé ocorre na região correspondente à 2a cabeça metatarsiana.

A maior predominância de formação de picos plantares de pressão durante a

marcha nas regiões anteriores do pé, pode ser justificada pela maior magnitude

da força exercida nesta área, durante a fase de propulsão.

De acordo com SAMMARCO (1989), 50% da carga que o pé suporta, durante a

fase de apoio da marcha é da responsabilidade do calcanhar e a restante

metade distribui-se pelas cabeças metatarsianas.

Ainda segundo o mesmo autor, a carga na cabeça metatarsiana do primeiro

dedo é duas vezes superior à que se reflecte nas quatro cabeças

metatarsianas laterais.

Segundo CHÃO (1986, cit. por MACHADO et ai., 1993), a análise da marcha

pode seguir três diferentes formas de abordagem:

1 ) O estudo cinemático dos membros e movimento articular,

2) A análise de forças de reacção do solo e pressões de contacto,

3) A previsão de forças articulares internas e musculares.

26


2.3. O EQUILÍBRIO

Durante o seu processo evolutivo, o Homem conquista a postura erecta,

através da bípedia.

A posição bípede do homem só foi possível graças ao reposicionamento de

diversas estruturas corporais. A cabeça teve que se equilibrar na porção

superior da coluna vertebral; a cabeça e o tronco tiveram que se posicionar

sobre os membros inferiores, por meio da cintura pélvica; todo o corpo teve de

se equilibrar sobre o espaço ocupado pela planta dos pés, quando estes se

encontraram firmemente apoiados no solo . Para tal foram desenvolvidas

curvaturas ântero-posteriores como forma de adaptação, para aumentar a sua

capacidade para suportar cargas (ASHER, 1976, cit. por FERNANDES et ai.,

1998).

Da mesma forma, assiste-se a um grande desenvolvimento da musculatura.

Esse desenvolvimento vem permitir não só a manutenção da coluna vertebral

na posição vertical, como também manter a cabeça na sua posição erecta,

dado o peso significativo que esta apresenta.

A evolução da postura corporal no homem, ao longo dos tempos, apoiou-se no

desenvolvimento de um mecanismo reflexo, com o objectivo de manter e

recuperar o equilíbrio na posição erecta estática e dinâmica (BOBATH, 1978).

Ou seja, na posição de pé, o principal objectivo de um indivíduo consiste em se

manter nessa posição, sem cair.

Segundo LATASH (1998), o corpo humano pode ser visto como uma estrutura

semi-rígida, oscilante como um pêndulo invertido, cujo eixo de rotação se situa

ao nível dos joelhos.

Segundo KISNER (1987, cit. por FERNANDES et ai., 1998), a postura traduz

uma posição ou atitude do corpo, formada pelo arranjo relativo de suas partes

27


para uma actividade específica, ou tão somente, uma maneira individual de

sustentação, orientada pela força da gravidade.

Para MOCHIZUKI (1995), a postura define-se como uma procura da

manutenção do corpo numa determinada posição, resultante de uma contínua

actividade muscular que luta contra a força da gravidade e estabiliza a acção

das diferentes articulações.

O conceito de sistema postural, para WINTER et ai. (1996) assimila a noção

de um sistema que estabiliza automaticamente as finas e subtis oscilações de

posicionamento através do tónus postural.

Nesta perspectiva de controlo postural, SLOBOUNOV (1996) considera que a

estabilidade postural está relacionada com o meio, podendo determinadas

condições do meio, do organismo, ou mesmo relacionadas com a tarefa (grau

de complexidade), levar à instabilidade postural.

HORAK (1997) considera que o controlo postural traduz uma habilidade que o

sistema nervoso central aprende e aperfeiçoa, sendo para tal necessário

intervirem diversos sistemas, incluindo os elementos passivos biomecânicos, o

sistema sensorial, o sistema muscular, como ainda diferentes partes do

cérebro.

A compreensão do controlo motor é fundamental, portanto, para entender a

forma como a postura é controlada.

O equilíbrio é uma capacidade motora determinante do comportamento geral

de cada indivíduo, e é fundamental para o controlo da postura, quer estática

quer dinâmica.

Quando a soma das forças e a soma dos momentos que actuam sobre o corpo

são ambas iguais a zero, diz-se que o corpo está em equilíbrio.

A capacidade de equilibração é essencial para o ajustamento da postura e do

movimento, determinando o comportamento em geral.

28


HORAK (1997) defende que a manutenção do equilíbrio não é baseada em

respostas fixas, mas sim flexíveis, admitindo que estas possam sofrer

adaptações com o treino e com a experiência de cada sujeito.

Numa situação laboratorial de avaliação do equilíbrio, o indivíduo deverá

manter-se na posição de pé, sobre uma plataforma de forças, fixando o olhar

em frente, na direcção de uma marca colocada à altura dos seus olhos,

procurando permanecer imóvel.

A força resultante da reacção ao solo aplica-se sobre o centro de pressão (CP),

e deriva dos dados das forças e dos momentos.

O CP é uma medida de localização das forças, exercidas na base de apoio, e

permite medir as oscilações do corpo, embora não seja uma medida directa

dessas oscilações (PELLEGRINI, 1999).

Se considerarmos um indivíduo em posição bípede, sobre uma superfície

plana, este encontra-se em equilíbrio quando o seu peso (força vertical, dirigida

para baixo, aplicada sobre o centro de massa ou CG do indivíduo) iguala em

intensidade e direcção, mas com sentido contrário, a FRS (força vertical,

dirigida para cima, com aplicação sobre o CP do indivíduo), no caso de não

actuar mais nenhuma força sobre o indivíduo.

Na posição descontraída em pé, a linha de gravidade oscila por uma área

média, dentro da base de sustentação. Deste modo, a linha de gravidade

projecta-se, anteriormente à articulação do tornozelo, no plano sagital, e entre

os dois pés, no plano frontal (MOCHIZUKI et ai.,1995).

Para manter o equilíbrio do indivíduo, é necessário que a projecção do seu CM

caia dentro da área de apoio, também conhecido como, polígono de

sustentação (NASHNER et ai., 1985).

Sendo a área de apoio relativamente pequena, é exigível um apropriado

controlo ou coordenação dos movimentos nas diferentes articulações do corpo,

por forma a manter o equilíbrio.

29


A manutenção do equilíbrio faz-se, dum modo geral, por uma de duas formas:

ou se altera a dimensão da base de sustentação (aumentando-a,

normalmente), ou se modifica de forma mais ou menos pronunciada a postura

relativa dos segmentos (ex: membros superiores), permitindo variar a

distribuição das massas corporais, por forma a que a projecção vertical do CG

permaneça coincidente com o CP (WINTER, et ai., 1996).

Todavia, quando a projecção vertical do CG do indivíduo se desloca para fora

da sua base de sustentação, o resultado da não coincidência vertical do CG

com o CP é a criação de um momento de força, em torno de um eixo paralelo

ao solo que passa pelo CG, fazendo com que o corpo se desloque na procura

dessa coincidência espacial (do CP e da projecção vertical do CG).

O processo de equilíbrio é simultaneamente dependente e modificador do

tónus muscular, sendo difícil uma análise isolada destes dois aspectos.

As sensações proprioceptivas, de tensão e relaxamento ligamentoso,

contribuem directa e efectivamente para a regulação do tónus postural dos

músculos, que provocam ou modificam aquela tensão.

O cerebelo, conjuntamente com outros órgãos, contribui para o tónus muscular

subjacente à postura do indivíduo, ao seu equilíbrio e também ao tónus de

base dos movimentos (HAYES, 1982).

A maior ou menor estabilidade da postura em equilíbrio de um indivíduo,

depende da maior ou menor sensibilidade deste ao efeito das forças que

tendem a desequilibrar essa postura (CELSO et ai., 2000).

A estabilidade é influenciada por determinados factores. HAYES (1982)

destaca os seguintes:

A área da base de apoio dum objecto, ou corpo, determina a sua estabilidade.

Aumentando a área da base de sustentação, geralmente, faz-se aumentar a

sua estabilidade.

30


Contudo, pode-se observar a estabilidade de um corpo numa determinada

direcção e não em outra. Por exemplo, quando um indivíduo afasta os seus

pés, aumenta a área da base de apoio, ficando mais estável no plano

transversal, mas não melhora a estabilidade no plano ântero-posterior.

A estabilidade de um corpo é também inversamente proporcional à altura do

seu centro de massa. Ou seja, um corpo com o seu centro de massa baixo

tenderá a ser muito estável, quando comparado com outro com um centro de

massa alto.

A massa de um corpo também exerce influência sobre a sua estabilidade. De

acordo com a segunda lei de Newton, a força aplicada a um objecto é

proporcional à massa do objecto e à sua aceleração. Assim, é necessário uma

força proporcionalmente maior para mover um objecto, ou corpo, com uma

massa superior.

O equilíbrio está directamente relacionado com a estabilidade articular, sendo

que ambos dependem de informações sensoriais, captadas através de

receptores periféricos.

Essas informações, obtidas através dos receptores visual, vestibular e

proprioceptivo, alimentam os mecanismos de controlo envolvidos na

manutenção do equilíbrio postural (IMBIRRA et ai., 2000).

De acordo com os mesmos autores, o equilíbrio resulta sempre de um conjunto

integrado de processos de natureza biomecânica, motora e sensorial.

A estabilidade articular deriva de um número de estruturas e mecanismos,

ambos mecânicos e neuronais, que servem para restringir o movimento

articular aos normais limites anatómicos.

Estruturas estáticas, como ligamentos e cápsulas articulares, servem para

impedir possíveis desvios para além desses limites.

31


A estabilidade pode ser definida como a habilidade para controlar a amplitude e

velocidade de deslocamento do CG, enquanto mantém a posição estática

(SHUMWAY-COOK et ai. 1995, cit. por DANIS et ai., 1998).

Os mecanismos proprioceptivos contribuem também para essa estabilidade

articular, ao promoverem um facilitado controlo neuromuscular.

A proprioceptividade e a força muscular jogam um papel determinante na

conquista do equilíbrio, pela sua acção directa sobre o controle neuromuscular.

O sistema vestibular desempenha a função de maior importância no equilíbrio

da postura, particularmente pela actuação de receptores periféricos, sensíveis

á aceleração.

Outros sistemas sensoriais, tais como a visão e a proprioceptividade, também

exercem a sua influência para o controlo da postura corporal.

Alterações provocadas nestes sistemas podem levar a perturbações mais ou

menos significativas da postura.

Do ponto de vista mecânico, a estabilidade da postura erecta não resulta da

condição de passar a linha da gravidade através dos centros das articulações

que suportam o peso das extremidades. Ou seja, a posição "centrada" não

significa necessariamente uma posição estável (FERNANDES et ai., 1998).

Na postura vertical, o ser humano é inerentemente instável. Os mecanismos

voluntários dos vários segmentos corporais induzem perturbações na postura

devido ao movimento articular resultante e às alterações na geometria do corpo

(LATASH, 1998).

Neste sentido, em pé e em repouso, o corpo humano nunca se encontra

totalmente imóvel; está permanentemente a oscilar de acordo com ritmos

particulares e complexos, por forma a reencontrar continuamente o seu

equilíbrio (DANIS et ai., 1998).

32


Assim, segundo estes autores, um indivíduo apresenta todos os CG, dos vários

segmentos corporais, em constante movimento,

Segundo HAYES (1982), a estabilização da postura é assegurada por um vasto

número de mecanismos que incluem os ajustamentos posturais antecipatórios,

elasticidade periférica dos músculos e tendões, reflexos musculares, correções

pré-programadas da postura e correcções voluntárias.

MADEIRA (1996) entende que o equilíbrio depende de dois tipos diferentes de

estratégia, consoante o grau de oscilação relativamente ao eixo corporal, nessa

posição:

1- Estratégias automáticas de estabilização fina (mantendo a projecção do CG

dentro do intervalo de 0 a 4o ou não ultrapassando os 100 mm2, em média,

de área de deslocamento da sua projecção horizontal).

2- Estratégias de luta contra a desestabilização, que projecta a linha da

gravidade para além dos limites do polígono de sustentação (são chamados

a intervir os chamados reflexos de equilibração).

Normalmente, as pequenas amplitudes e velocidades de deslocamento do CG

estão associadas a maiores graus de estabilidade.

Na postura descontraída erecta, a linha da gravidade oscila por uma

determinada área, dentro da base de sustentação, recaindo por norma, entre

os dois pés e anteriormente à articulação do tornozelo, resultando numa

alteração constante da distribuição do peso sobre as superfícies de apoio.

A postura humana, associada às adaptações da vida moderna, torna os

segmentos da coluna vertebral (cervical, toráxica e lombar) susceptíveis a

alterações decorrentes de solicitações mecânicas prolongadas (FERNANDES

et ai., 1998).

Uma postura inapropriada pode levar à sobrecarga de alguns segmentos da

coluna, favorecendo possíveis traumas de disco, vértebras, etc. (FERNANDES

et ai., 1998).

33


Ainda segundo os mesmos investigadores, em situação de utilização de peso

adicional às costas (ex: a mochila escolar), quanto maior for a carga

transportada, maiores serão as tensões aplicadas no corpo.

Se este não se encontrar equilibrado na sua linha de gravidade, produzir-se-á

maior tensão em determinadas regiões e algumas estruturas sofrerão

sobrecargas.

A estratégia que o corpo utiliza para diminuir essas tensões é gerando força

muscular na direcção oposta à inclinação óssea, para equilibrar os momentos

de forças aplicadas, por forma a restaurar a posição anterior.

Uma carga colocada às costas de um indivíduo, implica que a projecção do seu

centro de gravidade seja deslocada para trás. Por isso, toma-se necessário

aumentar a actividade abdominal para contrariar a carga e manter o equilíbrio

geral.

FERNANDES et ai. (1998) reforçam esta ideia, referindo que qualquer desvio

na forma da coluna vertebral, como na rectificação ou na acentuação das suas

curvaturas, pode gerar solicitações funcionais prejudiciais.

No entanto, ainda segundo os mesmos autores, a amplitude dessas curvaturas

é caracterizada por claras variações individuais, pelo que nem sempre é fácil

diagnosticar um quadro de anomalia.

A estabilidade do sistema postural do indivíduo é garantida pela regulação do

tónus postural.

A acção de um músculo particular não é independente de outros músculos. A

co-acção de músculos anteriores e posteriores, bem como da musculatura

bilateral simétrica, joga um importante papel na estabilidade da postura e

suporte.

Manter o equilíbrio na postura bípede, constitui um complexo mecanismo de

controlo, que é suportado por um fluxo de impulsos neurológicos, provenientes

dos sistemas proprioceptivo, vestibular e óculo-motor, cujas informações são

34


processadas pelo sistema nervoso central (SNC) e regressam pelas vias

eferentes para manter o controlo do equilíbrio corporal, pela contracção dos

músculos antagonistas anti-gravitacionais (NASHNER, 1998, cit. por OLIVEIRA

et al., 1999).

A adequada repartição do tónus muscular para esta situação concreta, de

utilização duma carga adicional sobre a região posterior do tronco, traduz o

trabalho harmonioso dos diferentes níveis do SNC, que cooperam, quer nas

acções reflexas posturais, quer nas acções facilitadoras e/ou inibidoras dos

reflexos posturais (WINTER et al., 1996). Estes autores referem, ainda, que os

músculos abdutores e adutores da anca constituem o principal mecanismo de

controlo postural na direcção médio-lateral, desencadeando a transferência de

peso de um apoio para o outro, ou aumentando as forças horizontais,

relacionadas com o atrito com o solo.

Quanto mais baixo for a colocação do posicionamento do CG do corpo maior

será a estabilidade do equilíbrio. Quando é colocada às costas um peso

adicional (ex: a mochila), não só se desloca posteriormente a linha da

gravidade, como se eleva o CG do indivíduo com a carga, diminuindo a

estabilidade e equilíbrio do corpo (HAYES, 1982).

Para minimizar essas alterações, são colocadas maiores exigências aos

músculos posturais e o corpo compensará com uma inclinação do tronco para

o lado contrário (para a frente), trazendo, de novo, a linha de gravidade para

dentro da base de sustentação (FERNANDES et al., 1998).

Outro dado importante que importa contemplar quando se avalia o equilíbrio de

um indivíduo é o de conhecer os limites de estabilidade que o caracterizam. Se

um indivíduo apresentar um limite de estabilidade mais amplo, uma maior área

de deslocamento do CP, na posição neutra, não reflecte instabilidade, mas sim

outro processo que pode estar ligado à quantidade de informações aferentes.

Ao invés, se esses limites de estabilidade forem menores, maiores deslocações

do CP poderão indicar deficiências no sistema de controlo motor (CELSO et al.,

2000). Podemos então falar de limites de estabilidade diferentes de indivíduo

para indivíduo.

35


MOCHIZUKI et ai. (1999) afirmam que a visão pouco influencia a oscilação

média do CP. No entanto, a complexidade da tarefa parece ser o factor mais

importante para essa oscilação.

O membro inferior é um sistema articulado, num equilíbrio dinâmico, sob acção

de forças internas, decorrentes da própria contração muscular, e forças

externas, tais como a inércia, a força de gravidade e a força de reacção do solo

(MOCHIZUKI et ai.,1999).

2.3.1. A FORÇA DE REACÇÃO DO SOLO

A quantificação, em Laboratório, da resposta postural, pode ser útil para

predizer o equilíbrio no desempenho das tarefas funcionais, assim como para

medir clinicamente este equilíbrio (SHUMWAY-COOK, 1997).

Como resultado da interacção do apoio do indivíduo com a plataforma de

forças, são medidas as forças e os momentos de força, permitindo determinar a

localização do centro de pressão (CP) e como evolui a sua posição ao longo do

tempo.

O gráfico resultante da evolução espacial do CP nas direcções médio-lateral e

ântero-posterior é conhecido como estabilograma.

A estabilometria consiste num método de análise do equilíbrio postural através

da quantificação das oscilações do corpo, nas direcções ântero-posterior (y) e

médio-lateral (x). A plataforma de forças tem sido o instrumento utilizado com

mais frequência para aquisição dos sinais estabilométricos.

As variáveis tradicionalmente estudadas, a partir dos dados obtidos da

plataforma de forças, têm sido: a média e o desvio padrão da área, o

36


comprimento e amplitude do deslocamento do CP num determinado plano

(ântero-posterior e médio-lateral).

Segundo MOCHIZUKI et ai. (1999), os movimentos do CP na direcção A/P e

M/L são independentes entre si, pelo que os mecanismos para o seu controlo

são diferenciados nessas direcções.

Ainda segundo os mesmos autores, nas posturas de equilíbrio em duplo apoio,

são verificados maiores valores de oscilação na direcção ântero-posterior.

O sinal estabilométrico pode ser analisado através de determinadas variáveis

espaciais, tais como a área de deslocamento do CP no plano da plataforma

(HASSAN et ai. 1990; OLIVEIRA et ai. 1996).

A partir das últimas duas décadas, têm sido utilizados vários métodos para a

análise dos dados da postura, obtidos através da plataforma de força. Uns

avaliaram a amplitude e área de migração do CP (SLOBOUNOV e NEWELL,

1996), outros analisaram a velocidade de migração do CP (STARKS et ai.,

1992), ou ainda o comprimento do percurso realizado pelo CP (NORRE et ai.,

1987), a análise espectral (HAYES et ai., 1985), entre outras.

O desenvolvimento de estudos estabilométricos, com possibilidades de análise

da amplitude, da área, do comprimento e velocidade de migração do CP, bem

como do estudo do seu espectro de frequências, têm permitido aprofundar o

conhecimento acerca da estabilidade postural em diversas populações.

Todavia, não encontrámos registos de estudos que incluíssem estes

parâmetros, numa abordagem aos efeitos da carga na alteração do equilíbrio

de um indivíduo.

As características espectrais das oscilações posturais têm despertado

interesse de vários investigadores, no sentido de identificar padrões específicos

de comportamento, dos sistemas envolvidos no controle do equilíbrio postural

(AGGASHYAN, 1972; BIZZO et ai. 1973).

37


O espectro de potência de sinais estabilométricos é calculado, na maioria das

vezes, via "Transformada Rápida de Fourier" (FFT). A FFT é um algoritmo de

fácil implementação e já amplamente utilizado na análise espectral de sinais

estabilométricos, em relação à forma da curva (LEROUX et ai., 1973); às

frequências dominantes (SOAMES et ai., 1982) à frequência média (ERA et ai.,

1985) e à energia (ganhos) relativa por banda de frequência (YONEDA et ai.,

1986; PRIETO et ai., 1992; OLIVEIRA et ai., 1994).

Ainda segundo YONEDA et ai., 1986; PRIETO et ai., 1992; OLIVEIRA et ai.,

1994, as oscilações posturais são caracterizadas por uma baixa frequência,

sendo a banda que vai dos 0 aos 2 Hz, aquela que regista os eventos

relevantes.


A distribuição de pressão na superfície plantar pode revelar, segundo AMADIO

e SACCO (1999), importantes conhecimentos tanto sobre a estrutura e função

do pé, como também sobre o controlo postural de todo o corpo.

Deste modo, os dados qualitativos e quantitativos da força de reacção do solo,

assim como dos padrões de distribuição de pressão na superfície plantar, são

de enorme relevância para diferentes grupos profissionais que se envolvem na

investigação em Biomecânica.

Ainda persistem diferentes opiniões acerca da exacta natureza da distribuição

das cargas nas várias cabeças metatársicas, durante a posição de pé parado.

CAVANAGH et ai., (1987) encontraram elevadas pressões sob as cabeças dos

metatarsos II e III. Ao invés, STACOFF e LUETHI (1986), concluíram que a

sustentação do corpo é realizada principalmente em três pontos do pé: o

calcâneo e as bases distais dos metatarsos I e V.

38


Dum estudo realizado por BETTS et ai. (1980), acerca da distribuição dos picos

de pressão plantar pelo retropé e antepé, os autores utilizaram 29 crianças na

posição de pé, tendo encontrado uma pressão aproximadamente 1,94 vezes

maior no calcanhar que na parte anterior do pé.

Outros autores, utilizando amostras constituídas por sujeitos adultos de ambos

os sexos, verificaram essa mesma tendência para se registarem pressões na

região do retropé bem superiores às verificadas no antepé, durante a posição

em causa.

GRIEVE e RASHDI (1984) encontraram pressões 1,74 vezes maiores e

CAVANAGH et ai. (1987) chegaram a valores de 2,6 superiores. Estes últimos

autores, utilizando uma amostra de 107 indivíduos, verificaram que, durante a

posição de pé parados, 60,5% do peso se concentra no calcanhar, 7,8% no

mediopé, 28,1% no antepé e 3,6% nos dedos.

39


3. MATERIAIS E MÉTODOS

O estudo por nós realizado foi escorado por duas intervenções, de diferente

natureza, mas de características complementares.

Numa primeira etapa realizámos um estudo de natureza epidemiológica, no

qual se pretendeu caracterizar a realidade concreta, em relação ao peso

transportado diariamente nas mochilas e/ou sacos escolares, por alunos do 5o

e 6o anos, de duas escolas da zona do Grande Porto.

Para tal optámos por duas Escolas com padrões de gestão opostos; uma

Escola Pública e um Colégio Privado, por forma a apresentar a realidade

existente, na sua variabilidade.

Terminada a recolha dos dados, relativos às características físicas dos alunos,

assim como da carga habitualmente transportada na mochila, ao longo da

semana, procurámos saber mais, através de um inquérito por nós elaborado,

acerca das condições em que esse transporte era realizado, das eventuais

dores provocadas pelo peso da carga, sua localização, etc.

De referir que este estudo epidemiológico foi realizado conjuntamente com

Carvalho (2002), autor que desenvolveu uma dissertação subordinada à

mesma temática, tendo partilhado da mesma amostra, mas seguindo,

posteriormente, uma abordagem cinemática.

Numa segunda etapa, demos curso a um trabalho experimental, de natureza

laboratorial, onde contámos com uma amostra mais reduzida, previamente

seleccionada, com a qual procurámos analisar a influência que diferentes

níveis de carga produziriam, no padrão da marcha e do equilíbrio dos sujeitos.

Para esse efeito, optámos por uma instrumentação recorrente em estudos da

dinâmica, utilizando uma plataforma de forças, que aqui surgiu,

40


complementarizada por um sistema de captação da distribuição das pressões

plantares.

3.1. Caracterização dos sujeitos e do Protocolo Experimental

3.1.1. ESTUDO EPIDEMIOLÓGICO

Neste estudo participaram 563 alunos do 5o e 6o anos de escolaridade de duas

Instituições de Ensino da região do Grande Porto; uma Escola Pública e um

Colégio Privado.

A amostra foi constituída por um total de 288 sujeitos do sexo masculino

(51.2%) e 275 (48.8%) do sexo feminino, com idade média de 10,9 ± 1,08

anos, peso corporal de 42,7 ± 10,0 kg e altura média de 149,3 ± 8,28 cm.

3.1.2. ESTUDO LABORATORIAL DA MARCHA E DO EQUILÍBRIO

Deste estudo laboratorial, fez parte um grupo de 11 jovens voluntários do sexo

masculino, alunos do Colégio Particular, com idade média de 11,7 ± 0,64 anos,

com peso corporal médio de 38,2 ± 5,25 kg e com uma estatura média de

150,9 ±4,95 cm.

Estas características não apresentaram diferenças significativas relativamente

às características da amostra do estudo epidemiológico.

Os critérios para a escolha desta amostra foram os seguintes:

Primeiro, todos os sujeitos integravam a amostra do estudo epidemiológico.

Depois, qualquer dos onze sujeitos seleccionados, transportava habitualmente

41


na sua mochila escolar, ao longo da semana, cargas variando entre 0 e 30% do

seu peso corporal.

Como característica comum, referimos ainda o facto de todos estes jovens não

apresentarem qualquer história clínica de lesões do sistema locomotor ou do

sistema neuromuscular.

Finalmente, com o objectivo de facilitar a adesão dos alunos, optámos por

seleccionar sujeitos na mesma turma, para cada sessão de testes. Deste

modo, pretendíamos igualmente proporcionar um ambiente de maior

descontração dentro do Laboratório, por forma a optimizar os resultados

experimentais.

3.2. Metodologia e materiais utilizados


A recolha de dados, referentes ao peso das mochilas (e sacos escolares

auxiliares) que os alunos levavam para a Escola, foi realizada ao longo de seis

semanas, cobrindo todos os dias da semana, em qualquer das escolas

estudadas.

Paralelamente, foi solicitada a colaboração dos respectivos professores de

Educação física destes alunos, que se responsabilizaram pelo registo do peso

corporal e altura dos mesmos, durante as aulas de Educação Física.

Para a pesagem dos alunos, foi utilizada uma balança analógica, da marca

KRUPS, mod. 829 e uma fita métrica colada numa parede, para o registo da

sua altura.

O inquérito por nós elaborado, resultou de um conjunto de procedimentos que

visaram adequar o tipo de questões, com interesse assente nos trabalhos

42


desenvolvidos por PASCOE et ai. (1997) e NEGRINI et al.(1999), à realidade

humana e física que caracterizava a nossa amostra.

Assim, iniciámos uma reflexão falada, com três crianças do 5o e 6o anos, de

uma das Escolas estudadas, colocando-lhes questões oralmente, ao mesmo

tempo que íamos apontando o tipo de resposta, as dúvidas por eles colocadas

e grau de pertinência das questões, face à realidade do seu quotidiano.

Após esta fase, elaborámos um pré-teste com 12 questões de resposta rápida,

sendo a maior parte de preenchimento através de uma cruz.

O grau de objectividade, simplicidade e relevância das questões deste pré-

teste, foram avaliados em duas turmas do 5o e 6o ano de escolaridade, de uma

Escola em Aveiro.

Após este procedimento, houve necessidade de reformular algumas questões

que necessitavam de maior objectividade, simplificar a forma de apresentação

de outras, para encurtar o tempo de resposta e diminuir, ou eliminar, todas as

dúvidas de interpretação.

Passadas duas semanas, foi apresentado às mesmas turmas o pré-teste,

agora reformulado, tendo-se verificado que as alterações produziram o efeito

desejado. Todavia, ainda foram detectadas questões que necessitariam de

uma ligeira alteração.

Finalmente, o documento final, validado por uma reflexão falada e dois pré

testes, foi aplicado aos 563 alunos da amostra inicial, pelos respectivos

professores de Educação Física, previamente elucidados quanto aos cuidados

a ter na apresentação do documento aos alunos e esclarecimento de eventuais

dúvidas que estes pudessem colocar.

43


3.2.2. ESTUDO LABORATORIAL DA MARCHA

O estudo laboratorial da marcha foi materializado em duas vertentes: a análise

do comportamento da força de reacção do solo (FRS) e o resultado da mesma

na superfície plantar dos pés, ao nível da distribuição das pressões plantares.

Para a análise dinamométrica do ciclo da marcha, nomeadamente pela

observação do comportamento das FRS, foi utilizado o seguinte equipamento:

• Uma plataforma de forças BERTEC 4060-15;

• Um amplificador BERTEC AM 200;

• Uma unidade de conversão analógico-digital de 16 Bites (da marca

BIOPAC);

• Uma unidade de sincronização

• Um computador (PC)

Figura 2 - Sujeito 1 realizando o apoio sobre a plataforma de forças, durante o

teste da marcha, com carga (mochila).

44


Todas as grandezas biomecânicas (forças e momentos) do sinal eléctrico,

recebido pela plataforma, foram amplificadas com ganhos de 10 vezes, excepto

para Fz (apenas 5 vezes).

De seguida, foram filtradas por um filtro Passa-Baixo de frequência de corte de

1000 Hz.

Ao amplificador da Biopac esteve ligada uma placa de conversão analógico-

digital, com uma taxa de amostragem de amostras por segundo.

Os sinais foram processados por um computador, utilizando o software

Acqknowledge (ACK) e Matlab.

A utilização deste equipamento permitiu definir um sistema tridimensional de

coordenadas (x, y, z), onde as componentes transversal, horizontal e vertical,

respectivamente, foram observadas.

Foram registados os valores das componentes da força de reacção do solo,

referentes a um ciclo de marcha iniciado com o apoio do pé direito, sobre a

plataforma, e um ciclo de marcha iniciado com o apoio do pé esquerdo, sobre a

mesma plataforma. Foram realizadas três tentativas e respectivos registos com

cada pé.

A plataforma de forças utilizada no nosso estudo encontrava-se colocada no

centro de um estrado com 5 m de comprimento por 0,92 m de largura, a cerca

de 1,5 m do início da marcha. As suas dimensões são: 0,70 m de comprimento

por 0,40 m de largura.

Figura 3 - Esquema gráfico

do sistema do protocolo

experimental utilizado para

análise da marcha.

m

, V

tís*^

- I f )

I


Todos os indivíduos foram previamente aconselhados a realizarem a

deslocação (marcha) à sua velocidade normal.

Com o objectivo de atingir o centro da plataforma de força com o pé pretendido,

e prevenir que a marcha dos indivíduos não fosse alterada, foi sendo aferido o

local no estrado onde iniciassem a marcha.

Deste modo, o ponto de partida para a marcha foi ajustado e pré-definido, com

o objectivo de que, ao segundo apoio, o pé responsável por esse contacto

tocasse no centro da plataforma, como se poderá observar a partir da figura 2..

Simultaneamente, foi colocada uma figura-alvo à altura da cabeça, na parede

em frente, no final do estrado.

Os sujeitos eram instruídos a andar de forma relaxada e tão natural quanto

possível, tentando fixar o olhar nessa figura e evitando, deste modo, olhar para

a plataforma de força.

Após o domínio da cadência da passada, tão natural quanto possível e,

associada à colocação do apoio do pé pretendido na plataforma, procedeu-se

ao registo de um total de 3 tentativas, com o pé direito, e outras três, com o pé

esquerdo, sem carga e com a mochila, transportando 15% e 30% do seu peso

corporal em livros.

Durante as várias repetições de passagem sobre o estrado, foram permitidos

períodos de descanso (até dois minutos), tanto maiores quanto mais pesada se

encontrava a mochila, por forma a evitar as possíveis influências de fadiga, no

padrão motor dos alunos.

Sempre que se elevava o valor da carga na mochila, os alunos eram

aconselhados a ajustarem as alças da mesma, por forma a sentirem-se mais

confortáveis, sendo alguns desses critérios, observados subjectivamente.

A mochila utilizada, da marca Quiksilver, era dotada de duas alças

almofadadas e reguláveis.

46


Como carga para a mochila, recorremos a livros de vários tamanhos e, para o

registo da magnitude da carga transportada, utilizámos uma balança analógica.

A opção pela mochila utilizada, prendeu-se com o facto de ser aquela que

apresentava características estruturais, semelhantes à maioria das mochilas

que foram pesadas durante o estudo epidemiológico efectuado inicialmente.

Uma vez que decidimos trabalhar com valores relativos de peso para a

mochila, 15% e 30% do peso corporal de cada sujeito, foi necessário ajustar o

valor da carga, em livros, para cada aluno, em função da percentagem de PC a

transportar.

Com o objectivo de descrever as características temporais da marcha de cada

sujeito em particular, e do grupo em geral, para cada situação diferenciada de

carga transportada, foram calculados os valores normalizados das variáveis:

tempo total do apoio e intensidade da FRS.

A normalização da base do tempo foi determinada pelo sinal da componente

vertical da força de reacção do solo, estabelecendo que o tempo inicial (início

do apoio) passasse a valer 0% e o último instante (fim do apoio) passasse a

valer 100%, pois o nosso principal interesse, foi a análise da fase de apoio do

ciclo da marcha.

Os valores da FRS tiveram as suas intensidades normalizadas ao valor do

peso corporal de cada sujeito, na situação de ausência de carga (0%) e ao

peso total (o peso do sujeito + o peso da mochila carregada com 15 e 30% do

PC), conforme procedimento utilizado por BEZERRA et ai.(1999).

O protocolo experimental que utilizámos, partiu do pressuposto que,

simultaneamente com o toque do calcanhar do indivíduo na plataforma, o

sistema começasse a registar o valor da força actuante (FRS), a partir do seu

"zero".

Para tal, o controlo do nível de disparo ("trigger") do sistema foi ajustado por

forma a que o primeiro contacto do pé na plataforma de forças desse início à

captação dos dados.

47


Esse nível de disparo foi sendo ajustado em cada sessão de testes, em função

do ruído existente, por forma a evitar disparos provocados pelo mesmo.

Isto é tão importante quanto o facto de que pretendíamos que o sistema

iniciasse a aquisição, logo após o início do apoio na plataforma.

Estes fenómenos de ruído são comuns no Laboratório, pela interferência, por

exemplo, de outros equipamentos, da própria instalação eléctrica, etc.

Todavia, em determinadas sessões de testes, não foi possível iniciar a

aquisição dos dados, imediatamente após esse contacto inicial. O valor do

trigger foi elevado por forma a evitar a aquisição aleatória de dados e, como

resultado, o sistema apenas disparou para valores de Fz excessivamente

superiores a zero.

Deste modo, o registo das forças iniciava-se com um atraso de tempo em

relação ao primeiro contacto efectivo do pé com a plataforma.

Com três indivíduos da amostra, esse atraso de tempo foi significativamente

superior a zero, justificado pela curva vertical apresentar um desenho que

assinala, o valor de Fz inicial, significativamente superior a zero (cerca de 60%

do peso corporal do indivíduo).

Por este facto, decidimos abdicar dos dados temporais obtidos, relativos a

estes apoios, embora os valores dos picos máximos e mínimos das

componentes vertical e horizontal da FRS tenham sido utilizados para

tratamento estatístico.

Ainda referente a esta contingência experimental, salientamos o facto de três

outros indivíduos da amostra, apresentarem registos da FRS com atrasos de

tempo significativamente pequenos (até dois centésimos de segundo, no

máximo).

Com estes registos, realizámos a reconstrução da curva da componente

vertical da FRS (Fz), recorrendo a um programa elaborado em Matlab.

48


Estatisticamente, as implicações decorrentes deste condicionalismo

expressaram-se nas seguintes práticas:

Dos onze indivíduos da amostra inicial, somente com cinco, foi possível avaliar

o impulso vertical relativo referente aos dois picos de Fz (ImpFzl e lmpFz2) e

os picos máximo e mínimo da componente transversal de Fz (Fxmáx e Fxmín).

Da mesma forma, apenas com oito indivíduos se puderam avaliar as taxas de

crescimento dos picos da força vertical (TcFzl e TcFz2), assim como da

variação de tempo, em que ocorreram todos os eventos seleccionados,

referentes à FRS.

3.2.3 ESTUDO LABORATORIAL DO EQUILÍBRIO

Tendo como objectivo a análise das alterações produzidas ao equilíbrio

postural dos indivíduos, sujeitos a diferentes níveis de carga, colocada na

mochila às costas, recorremos à estabilometria.

A estabilometria consiste num método de análise do equilíbrio postural, que se

baseia na quantificação das oscilações do Centro de Pressão (CP).

Para o efeito, utilizámos uma plataforma de força, isolando a força vertical e

analisando o deslocamento do CP no plano e decomposto nas direcções

ortogonais ântero-posterior e médio-lateral (OLIVEIRA, 1996).

Além da plataforma de força (BERTEC 4060-15), o equipamento que utilizámos

foi composto por:

• Um amplificador BERTEC AM 200;

• Uma unidade de conversão analógico-digital (A-D) de 16 Bites (da marca

BIOPAC);

• Uma unidade de sincronização

• Um computador (PC)

49


A unidade de conversão A-D foi regulada com uma frequência de amostragem

de 500Hz.

Todas as grandezas biomecânicas (forças e momentos) foram amplificadas por

um amplificador BERTEC AM 200, com ganhos de 10 vezes, excepto para Fz

(apenas 5 vezes) e passadas por um filtro Passa-Baixo de frequência de corte

de 1000 Hz.

Não utilizámos a capacidade máxima de amostragem do sistema Biopac, que é

de 1000 Hz por duas razões: primeiro, por uma razão de incapacidade

tecnológica do nosso sistema, que não nos permite realizar 1000 amostras/ s

durante 30 segundos. Depois, porque, segundo a literatura consultada, não

iríamos encontrar componentes relevantes no sinal estabilométrico para além

dos 2 Hz, logo, a frequência de 500 Hz foi julgada suficiente para a

representação do sinal.

Pela teoria da amostragem, utilizando esta frequência de amostragem,

conseguimos captar componentes no sinal estabilométrico até 250 Hz.

Os sinais foram processados por um computador PC, em software

Acqknowledge (ACK).

Os canais dedicados à aquisição do sinal da plataforma de força foram três,

dos quais um correspondia à componente vertical (Fz), e os outros dois aos

momentos da força ântero-posterior e médio-lateral.

Os procedimentos utilizados para a recolha dos dados foram os seguintes: aos

11 alunos foi pedido que permanecessem sobre a plataforma de força o mais

imóveis possível, durante 30 segundos, na posição vertical, conforme

documenta a figura 4.

Os pés ficariam paralelos e unidos um ao outro, assim como o seu olhar

dever-se-ia fixar sobre uma figura-alvo, colocada na parede em frente, ao nível

da cabeça.

50


Figura 4 - Equilíbrio bipodal do sujeito 2 com carga, durante o teste de 30 s.


A força de reacção do solo (FRS) é, como o próprio nome indica, a reacção a

toda e qualquer acção exercida pelo indivíduo através dos seus pés sobre o

solo.

Esta força pode ser medida, bem como as suas componentes, através de

vários aparelhos. Alguns desses aparelhos, como a plataforma de força,

medem a intensidade, a direcção e o sentido dessa força, sem no entanto,

fornecer qualquer informação quanto à sua distribuição pelo pé.

Todavia, existem aparelhos que medem as pressões resultantes desse

contacto no solo, identificando as regiões do pé submetidas a maiores ou

menores cargas.

51


O sistema por nós utilizado para medir as respostas dinâmicas das forças e

suas características directamente na superfície plantar, foi o sistema PEDAR

(Firma Novel, Munique, Alemanha).

Este sistema permite analisar a informação recolhida a dois níveis:

A nível qualitativo, permite caracterizar a distribuição das pressões ao longo do

apoio, sua evolução temporal, destacando a localização das áreas de maior

pressão, assim como dos picos de pressão que se forem formando.

Como se pode observar a partir das figuras 5 e 6, essa informação pode ser

apresentada através de imagens 2D e/ou 3D, conforme as necessidades do

utilizador.

A nível quantitativo, o sistema oferece valores de Pressão máxima e Pressão

média, por sensor da palmilha; de Força máxima e Força média, desenvolvidas

pelo apoio; área de contacto (onde se registaram pressões plantares) e o

Percurso que o CP realiza pelo apoio, como resultado da aplicação da força.

Figura 5 - Saída gráfica 2D Figura 6 - Saída gráfica 3D do sistema Pedar. do sistema Pedar.

52


Conforme documenta a figura 7, o sistema PEDAR é composto pelo seguinte

equipamento:

a) Um par de palmilhas;

b) Uma caixa de sincronização, ligando as palmilhas a uma unidade de

controlo de sincronização, por meio de cabos eléctricos;

c) Um computador (PC);

d) Uma unidade de interface (sincronização) entre as palmilhas, o PC e a

corrente eléctrica;

e) Um transformador, ligado à corrente eléctrica e à caixa de interface;

f) Um conjunto de cintas de aperto por velcro, que ajustam os cabos das

palmilhas às pernas do sujeito a estudar.

Figura 7 - Equipamento principal do sistema Pedar para o registo das pressões

plantares.

53


Os tamanhos de palmilha, utilizados pelos jovens da nossa amostra, foram

38/39 e 40/41 (EU).

No nosso estudo, o registo das pressões plantares realizou-se a partir da

palmilha, colocada entre a superfície plantar do pé e a palmilha do sapato

(ténis).

De salientar que todos os alunos testados utilizaram calçado desportivo

próprio. Este facto enfatiza o objectivo central deste estudo, que consiste na

avaliação das modificações produzidas apenas pelo acréscimo de peso

transportado nas mochilas.

Deste modo, as diferenças entre o calçado utilizado pelos indivíduos foram

desprezadas.

O protocolo utilizado por nós, para avaliação do padrão da marcha, impunha

que as palmilhas iniciassem a recolha de dados, a partir do toque inicial do pé

na plataforma de forças.

A unidade de sincronização Biopac estabelecia o sincronismo da captação de

amostras da plataforma (ACK) com as amostras das palmilhas (Pedar),

conforme a representação esquemática traduzida pela figura 8.

PLATAFORMA 7- BIOPAC

Sincionistno

ACK

0,04 0,08

' —> TEMPO (s)

1 = 3 C=L 0 0,02 0,04 0,06 0,08

PEDAR

Figura 8 - Sincronismo das amostras obtidas pelo ACK (FRS) e pelo PEDAR

(pressão plantar).

54


A frequência de amostragem máxima das palmilhas é de 50 Hz, ou seja, cada

frame (imagem) é adquirida durante 0,02 s e a frequência de amostragem do

Acqknowledge (ACK) é de 25 Hz, sendo o início da amostragem controlado

pelo ACK.

No entanto, não foi possível realizar aquisições do ACK no mesmo intervalo do

sistema Pedar (0,02 s), porque sempre que era tentado sincronizar a resolução

dos dois sistemas, os resultados obtidos apresentavam menor consistência,

devido à instabilidade que o sistema apresentava., não havendo sincronismo

com a duração de cada aquisição.

Deste modo, e para simplificar o cálculo da proporcionalidade da duração de

cada amostragem, regulámos a taxa de aquisição do ACK para 0,04 s.

O ACK emite um sinal de sincronismo em cada 0,04 s. Significa que cada

frame nas palmilhas corresponde a 0,04 s no ACK.

Para verificar as correlações entre os dados de ambos os sistemas, apenas

nos interessou o apoio do pé que tocasse a plataforma.

Embora as palmilhas continuassem a registar, o sistema PEDAR era desligado

através de um dispositivo de disparo manual (documentado pela figura 9), após

a entrada do pé na fase de balanço, evitando-se novos registos com o mesmo

pé.

v\ — SINC Out—>

v\ TRIGGER

Biopac

— SINC Out—>

, ^

v\ — SINC Out—>

\ ON v\ — SINC Out—> / -.fcjSs- / Recolha de

DADOS — SINC Out—> Unidade de SINCRONISMO SINC In —* PEDAR

Palmilhas / -.fcjSs-f s

Recolha de DADOS — SINC Out—> Unidade de

SINCRONISMO SINC In —* PEDAR Palmilhas

PLATAFORMA f s

Recolha de DADOS — SINC Out—> Unidade de

SINCRONISMO SINC In —* PEDAR Palmilhas

PLATAFORMA — SINC Out—> Unidade de

SINCRONISMO PLATAFORMA

— SINC Out—>

^

PLATAFORMA — SINC Out—>

OFF

PLATAFORMA — SINC Out—>

Figura 9 - Esquema do protocolo experimental de captação simultânea de

dados das palmilhas e da plataforma de força, para a situação de marcha.

55


Tal como documenta a figura 10, no protocolo experimental do equilíbrio, a

captação de dados da plataforma de forças e das palmilhas era iniciada a partir

de um mecanismo de disparo manual, logo após ser mantida a posição estática

por parte do sujeito em observação.

O N / O F F

\í y

Recolhi de DADOS BIOPAC

A-D

| ON

Unidade de SINCRONISMO — SINC Out—* PEDAR

Palmilhas

| OFF

Figura 10 - Esquema do protocolo experimental de captação simultânea de

dados das palmilhas e da plataforma de força, para a situação do equilíbrio.

Através do software específico das palmilhas {PEDAR) obteve-se a imagem

bidimensional e tridimensional das alterações, ao nível da distribuição das

pressões plantares, a cada frame, ocorridas durante o apoio. Estas imagens

podem ser reveladas imagem a imagem, ou numa sequência dinâmica.

Apesar destas possibilidades, não pudemos contar com a total resolução das

palmilhas para o nosso estudo, pelo facto da calibração das mesmas não ser

adaptada a crianças ou jovens leves, mas apenas a adultos.

A calibração destas é realizada de tal forma que cada sensor reconhece

pressões a partir de determinado valor, sendo que, neste caso, apenas

garantia a resolução absoluta se utilizadas por adultos, i.e. com pesos

56


superiores. Assim, pese embora as células terem sido activadas, a sua

informação em termos de valores da pressão, força e área, não podem ser

tomadas em consideração, pois pecam por defeito.

Para a análise qualitativa da distribuição da pressão plantar durante a marcha,

utilizámos um mapa da superfície plantar do pé, concordante com aquele

apresentado por SACCO (1997), que reparte o pé em 4 áreas de pressão:

Figura 11 - Esquema da divisão do pé

em quatro áreas de pressão plantar

SACCO (1997).

a) Área de pressão I: Hálux, onde ocorre, conjuntamente com o metatarso

medial, o apoio na inversão para a propulsão final da marcha para a fase de

balanço;

b) Área de pressão II: Metatarso medial, apoio durante a inversão na marcha;

c) Área de pressão III: Metatarso lateral: apoio durante a fase de eversão na

marcha;

d) Área de pressão IV: Calcanhar: Onde ocorre o ataque inicial do pé durante

o início da fase de apoio na marcha.

Com a abordagem à informação do registo da pressão plantar, pretendemos

alcançar dois objectivos fundamentais.

Um primeiro, o de caracterizar e determinar as zonas da planta do pé onde se

regista a maior incidência de pressão plantar, nos três momentos de carga

57


(0%, 15% e 30% do PC), em especial, através da detecção dos picos de

pressão plantar formados.

Esta tarefa comporta um aspecto comparativo posterior, comparando as zonas

de pressão das quatro áreas designadas, nas três situações testadas.

O outro objectivo, consiste na sobreposição desta informação qualitativa do

apoio realizado, com os dados obtidos pela plataforma de força, de forma a

aumentar o conhecimento da forma como os indivíduos se comportam na

marcha e no equilíbrio, com mochilas com diferente nível de carga.

Com o objectivo de caracterizarmos qualitativamente a distribuição de pressão

plantar ocorrida em cada nível de carga utilizada, seguimos a seguinte

estratégia:

Inicialmente partimos na procura de um padrão de distribuição de Pressão

Plantar, nos três níveis de carga estudados, pelas quatro áreas de Pressão

(AP) apresentadas por SACCO (1999), com especial ênfase no local da

formação de picos de pressão plantar.

De seguida, comparámos os padrões de distribuição dessa pressão plantar,

característica de cada valor de carga utilizada, tentando encontrar as

diferenças mais substanciais e as principais alterações no padrão dessa

distribuição, que pudesse ser justificada por influência do factor carga.

No entanto, verificámos a dificuldade em definir somente um padrão de

distribuição da pressão plantar, para cada nível de carga, entre todos os

sujeitos.

A natureza de grande variedade inter-individual, no que toca a este parâmetro,

já tinha sido descrita por CAVANAGH et ai. (1987) e SACCO (1999), em

estudos realizados com amostras constituídas por indivíduos acometidos por

neuropatia diabética.

As diferenças ao nível da morfologia do pé de cada indivíduo, supostamente

terão justificado essas dessemelhanças.

58


Além disso, os dados colectados dos onze sujeitos, têm um carácter apenas

referencial, não sendo possível estabelecer generalizações quanto a diferenças

e semelhanças entre os padrões encontrados, por se tratar de uma amostra

reduzida.

Contudo, foi possível constatar uma prevalência maior para determinado

padrão, pelo que apresentamos os resultados, enfatizando essa tendência

observada.

3.3. Definição das variáveis seleccionadas


Numa primeira abordagem, a variável PESO da mochila foi considerada

primordial. Associada a esta, outras variáveis, tais como: o peso corporal, a

idade e a altura dos sujeitos foram consideradas importantes parâmetros para

melhor caracterizar a amostra.

Após a avaliação do valor absoluto da carga transportada nas mochilas e/ou

sacos auxiliares, normalizámos esse valor ao peso do indivíduo responsável

pelo seu transporte, de acordo com os trabalhos BEZERRA et ai. (1999);

HONG et ai. (2000) e PASCOE et ai. (1997).

Com recurso ao inquérito e atendendo aos estudos produzidos por PASCOE et

ai. (1997), considerámos importantes as seguintes variáveis:

• A frequência de utilização da mochila escolar;

• Características da mochila utilizada pela maioria dos alunos;

• Grau de conforto / desconforto que a mochila carregada oferece aos alunos;

59


• Sensação de peso transportado habitualmente na mochila;

• Prevalência de dores musculares, atribuídas como causa directa do

transporte regular da mochila;

• Localização dessas dores.

Para além destes indicadores, importantes para caracterizar a realidade da

amostra observada, também quisemos saber se, na situação de existência de

um quadro de dor instalada, os indivíduos procuravam ajuda especializada ou,

pelo contrário, encaravam com naturalidade e resignação.

3.3.2. ESTUDO LABORATORIAL DA MARCHA

As variáveis seleccionadas para a descrição do padrão da marcha, conforme

ilustrado parcialmente na figura 12, foram:

a) Primeiro pico máximo da componente vertical da FRS (Fz máxl);

b) Segundo pico máximo da componente vertical da FRS (Fz máx2);

c) Pico mínimo da componente vertical da FRS (Fz min);

d) Pico máximo da componente ântero-posterior da FRS (Fymáx);

e) Pico mínimo da componente ântero-posterior da FRS (Fymín);

f) Pico máximo da componente médio-lateral da FRS (Fxmáx);

g) Pico mínimo da componente médio-lateral da FRS (Fxmín);

h) Tempo de apoio total (s), referente ao tempo que decorre entre o contacto

do calcanhar com o solo, até á retirada dos dedos do mesmo pé;

60


i) Variação de tempo até se registar o 1o pico de força vertical máximo: Tfz

máxl (s);

j) Variação de tempo até se registar o pico mínimo de força vertical: Tfz min

(s);

k) Variação de tempo até se registar o 2o pico de força vertical máximo:Tfz

máx2 (s);

I) Variação de tempo até se registar o pico máximo da força horizontal

:Tfymáx (s);

m) Variação de tempo até se registar o pico mínimo de força horizontal :Tfymín

(s);

n) Variação de tempo até se verifique o início da fase positiva da força

horizontal: TFy=0

o) Taxa de crescimento do primeiro pico máximo da força vertical (TCFzl),

definida como a razão entre Fz1 (normalizada ao peso corporal) e o tempo

(normalizado à duração total do apoio) para se atingir este pico de força

(PC/s);

p) Taxa de crescimento do segundo pico máximo da força vertical (TCFz2),

definida como a razão entre Fz2 (normalizada ao peso corporal) e o tempo

(normalizado à duração total do apoio) para se atingir este pico de força

(PC/s);

q) Impulso vertical relativo (Imp1) da força vertical, na fase negativa da sua

componente ântero-posterior; até atingir o Fzmáxl (%);

r) Impulso vertical relativo (Imp2) da força vertical, na fase positiva da sua

componente ântero-posterior; até atingir o Fzmáx2 (%);

s) Análise qualitativa da localização dos picos de pressão plantar e da

distribuição da pressão plantar por áreas de pressão (SACCO, 1997),

durante a fase de apoio do ciclo da marcha.

61


(%P1) 150 '

100 ■

50 ■

FYmin 100

•ATEMPO DE APOIO

Figura 12 - Gráfico representativo das componentes vertical e ântero-posterior

da FRS e algumas variáveis de estudo consideradas.

3.3.3. ESTUDO LABORATORIAL DO EQUILÍBRIO

As variáveis seleccionadas para a descrição do equilíbrio foram as seguintes:

• Área de deslocamento do CP;

• Potência relativa da frequência das oscilações (em quatro bandas);

• Análise qualitativa da localização dos picos de pressão plantar e da

distribuição da pressão plantar por áreas de pressão (SACCO, 1997).

A área de deslocamento do CP foi calculada pelo resultado do produto da

componente horizontal (X) pela componente vertical (Y), obtidas através do

quocientes do Momento de Fy pela força vertical (Fz) e do Momento de Fx por

Fz, respectivamente.

62


X = MFy / Fz e Y = MFx / Fz , sendo a Área = X x Y (mm2)

Para realizar a análise da potência (ganho) do sinal estabilométrico, durante os

movimentos médio-laterais e ântero-posteriores, foi considerada a banda de

frequência até aos 2 Hz.

Este espectro foi valorizado por nós, pelo facto dos sinais estabilométricos

apresentarem normalmente uma frequência muito baixa, sendo os fenómenos

mais relevantes e com maior interesse, aqueles que decorrem nesta banda

(YONEADA et ai. 1986; PRIETTO et ai. 1992; OLIVEIRA et ai. 1994).

De acordo com os mesmos autores, dividimos este espectro de frequência em

quatro bandas, para avaliar a magnitude média relativa do sinal

estabilométrico: B1 de 0 a 0,1 Hz, B2 de 0,1 a 0,2 Hz, B3 de 0,2 a 0,5 Hz e B4

de 0,5 a 2 Hz, conforme se observa a partir da figura 13:

i

0.5

o» o m

-0.5

0.1 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 1.0

( H 2 )

Figura 13 - Divisão do espectro de frequências do sinal estabilométrico em

quatro bandas de potência (OLIVEIRA, 1996).

B 2 I * ' B 3 - >I

<

BI—l 1

63


0 ganho médio relativo verificado em cada banda de frequência foi

considerado em função do ganho médio registado ao longo do espectro

considerado (0 - 2Hz).

Considerado este parâmetro uma grandeza adimensional, os resultados

expressam-se apenas no ganho verificado em cada banda, em relação ao

ganho total registado nesse intervalo, até aos 2 Hz.

3.4. Procedimento estatístico

Inicialmente procurámos verificar se a amostra seleccionada para o estudo

experimental era representativa, sob ponto de vista estatístico, da amostra do

estudo epidemiológico.

Aplicámos o T-Test e verificámos não existirem diferenças, estatisticamente

significativas, entre os dois grupos amostrais, no que respeita aos parâmetros:

da idade, do peso e da altura.

Estatística descritiva:

Para a análise descritiva das variáveis, devido à utilização de estatística não

paramétrica, utilizámos a média e o desvio padrão.

Estatística inferencial:

Este tipo de análise foi realizada pelo programa SPSS, para o Windows, v.

10.0.

1 Devido à não normalidade das variáveis em estudo, e ao reduzido tamanho

da amostra, foram utilizados testes não paramétricos.

2 Posteriormente recorremos a testes paramétricos para sobrepor os

resultados, ao nível da significância das diferenças detectadas nos

primeiros.

64


Inicialmente recorremos ao teste não paramétrico Kruskal-Wallis e de seguida

avançámos para uma análise dos dados em três momentos de carga. Para tal

realizámos análise por GLM ("general linear modef) de medidas repetidas.

Posteriormente recorremos a um teste paramétrico para medidas repetidas

(Manova), para o qual foi desenvolvida uma sintaxe apropriada para analisar

comparativamente as médias nos três grupos de carga.

A partir deste teste, foi-nos possível realizar um teste post-hoc, concretamente

o T-test, onde verificámos entre que grupos se estabeleciam as diferenças

estatisticamente significativas.

Finalmente, aplicámos o teste paramétrico Anova one-way, com nível de

significância de 0.05, em que foram comparadas as médias das variáveis nos

três grupos a que correspondiam níveis de carga diferenciados.

Este teste permite sobrepor, em simultâneo, as médias, nos três grupos

considerados, em função do nível de carga transportado, destacando as

diferenças estatisticamente significativas, com um nível de significância de

95%.

Posteriormente foram realizadas comparações post-Hoc (LSD e Tukey HSD)

dos resultados, para pesquisar entre que cargas decorriam essas diferenças.

65


4. APRESENTAÇÃO E DISCUSSÃO DOS RESULTADOS

4.1. ESTUDO EPIDEMIOLÓGICO

Do estudo realizado nas duas Escolas, acerca do peso transportado nas

mochilas, pelos alunos do 5o e 6o anos, verificámos que:

O peso médio da mochila carregada, durante a semana, foi de 6,44 ± 2,37 Kg,

que correspondia a 15% do peso corporal médio dos indivíduos observados.

Este valor absoluto da carga média, situou-se abaixo daquele encontrado tanto

por PASCOE et ai. (1997), de 7,7 kg, como por NEGRINI et ai. (1996), de 9,3

kg, nos estudos epidemiológicos por estes protagonizados.

Do mesmo modo, os pesos relativos da carga, representada pela mochila, foi

também menor à encontrada nos anteriores estudos. Respetivamente de 17%

e 22% do peso corporal dos sujeitos.

Também pudemos constatar que 9% do total dos alunos, pesados no nosso

estudo, transportavam na mochila, pelo menos uma vez por semana, o

equivalente a 30% ou mais do seu peso corporal. Salientamos que esta

percentagem sobe para 17%, se considerarmos apenas os alunos do colégio

particular.

Para este nível de carga, NEGRINI et ai. (1996) relatam valores bem

superiores, na ordem dos 34,8%, de alunos transportando, pelo menos uma

vez por semana, cargas iguais ou superiores a 30% do seu peso corporal.

Como se pode observar a partir da figura 14, durante a semana, verificámos

que a média do peso transportado em cada dia variou entre um mínimo de 6,22

Kg e um máximo de 6,68 Kg.

66


Ao mesmo tempo, importa salientar que a média do peso transportada em cada

dia não sofreu alterações significativas.

PESO DA MOCHILA

(Kg)

SEMANA

Figura 14 - Representação gráfica do peso (média e desvio padrão)

transportado semanalmente na mochila.

Em relação ao peso máximo da mochila registado em cada dia, aquele que

representou o mais baixo da semana, apresentou o valor de 13 Kg

(correspondendo a 22,8 % do PC) e o valor semanal para o pico de carga mais

elevado foi de 15 kg, (que traduz 34,6 % do seu PC).

A média semanal dos valores, de peso mais elevados, foi de 13,9 ± 0,74 Kg.

Se considerarmos que o peso médio dos alunos era de 42,7 Kg, então

verificamos que esta carga representa 32,5 % do seu peso corporal médio.

67


Salientamos ainda o facto, de 48% dos alunos observados, transportarem em

média, durante a semana, a sua mochila com o peso equivalente até 15% do

seu PC e, 50% dos mesmos, transportarem entre 15 e 30% do seu PC.

Como se poderá observar na figura 15, os alunos do Colégio Particular

transportam pesos relativos mais elevados que os seus colegas da Escola

Pública. Nos primeiros verificámos uma maior incidência para o transporte de

cargas variando entre 15% e 30% do peso corporal. Valor esse que se situa

num nível considerado como indutor de alterações posturais .

Enquanto 68% dos primeiros coloca, em média, a mochila a pesar entre 15 e

30% do seu PC, para os segundos, igual percentagem (68%) transporta

nestas, até 15% do seu PC.

Pensamos que talvez a maior exigência e responsabilização exigida dos alunos

do Colégio Particular, possam explicar as referidas diferenças entre as duas

Escolas estudadas.

Até 15% PC ■ Entre 15 e 30% PC □ Mais de 30% PC

80%

ESCOLA PÚBLICA

COLÉGIO PARTICULAR

TOTAL

Figura 15 - Percentagem de alunos, de cada Escola e do total da amostra, que

transportam semanalmente a mochila com um dos pesos médios relativos (ao

PC) considerados.

68


Do questionário aplicado aos alunos, registaram-se os seguintes resultados:

A mochila é o meio mais popular entre as crianças inquiridas para transportar

livros, e restante material didáctico, traduzindo uma utilização diária que ronda

os 89 % .

A maioria dos alunos (79%) revela ter consciência da forma mais correcta de

transportar a sua mochila, trazendo-a às costas, apoiada por ambos os ombros

"sempre", "muitas vezes" ou "às vezes", conforme documenta a figura 16.

Pelo contrário, a maioria dos alunos (73,1%) participantes do estudo realizado

por PASCOE et ai. (1997), afirmou que o método de transporte mais utilizado

para o transporte da sua mochila era trazendo-a apoiada, apenas sobre um dos

ombros.

No nosso estudo, esta forma de realizar o seu transporte representa apenas

26%. Nesta percentagem, estão incluídos aqueles que afirmaram colocá-la

sobre um ombro "sempre", "muitas vezes" ou "às vezes".

■ Sempre ■ Mt vezes □ Ás vezes

60% -

50% -

40% -

30% -

20% -

10% -

0% -

Si i§ §3 sa I I os i l %i §í H *§ S

8 s \i cu

Figura 16 - Formas de transporte da mochila mais frequentes entre as crianças

do estudo epidemiológico.

69


Salientamos ainda, que o tipo de mochila, dotada de um sistema de rodas para

o seu arraste, é muito pouco utilizado entre as crianças inquiridas no nosso

estudo. Apenas 8% as utiliza "sempre" ou "muitas vezes".

No entanto, devemos realçar que este género específico de mochila é

substancialmente mais popular entre os jovens do Colégio Particular do que na

Escola Pública. No primeiro, 16% dos alunos utiliza-as "sempre" ou "muitas

vezes".

Na Escola Pública a sua expressão é quase nula (3% com semelhante tipo de

frequência).

No que concerne à natureza do conteúdo habitual das mochilas escolares, os

alunos referiram que, para além do normal material didáctico, 47% destes

também transportam material desportivo, 19% acrescentam à lista o material

de desenho e 28% dizem que levam habitualmente o lanche para a escola na

mochila.

Contrariando um pouco a situação verificada aquando da pesagem das

mochilas, durante a qual observámos um número substancial de jovens em

posturas claramente alteradas, em virtude do peso das respectivas mochilas,

verificámos que 68% dos alunos considerava a sua mochila confortável.

Conforme documenta a figura 17, somente 4% dos alunos considerou a sua

mochila desconfortável, embora 28 % pense tratar-se de um meio pouco

confortável.

Curiosamente, 50% dos alunos estudados considera que, habitualmente, a sua

mochila é "pesada" ou "muito pesada". Do total da amostra, 35% dos sujeitos

acredita que a sua mochila apresenta frequentemente um peso "normal" ou

"médio".

70


PERCEPÇÃO DO CONFORTO DA MOCHILA

PERCEPÇÃO DO PESO DA MOCHILA

68% CONFORTÁVEL

23% POUCO CONFORTÁVEL

W* DESCONFORTÁVEL

35% NORMAL

31% PESADA

19% MUITO PESADA

i i i i i I I I I i 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 %

Figura 17 - Percepção do conforto e do peso representado pela mochila.

Um dado que nos parece importante realçar, prende-se com a elevada

percentagem de alunos (83%), que afirmou sentir dores musculares,

supostamente relacionadas com o transporte da sua mochila. Neste contexto,

18% desses alunos afirmam que essa sintomatologia de dor é muito frequente.

Como se pode observar através da análise à figura 18, em relação à

localização dessas dores, os alunos tendo a possibilidade de indicar mais do

que um local de instalação da dor, privilegiaram as dores nas costas (50%) e

nos ombros (49%), embora também tenham dado alguma relevância à dores

localizadas no pescoço (23%).

Salientamos ainda o facto da maioria dos alunos, apesar de relacionarem estas

dores musculares com o transporte das respectivas mochilas, denotam uma

atitude mais ou menos resignada perante essa realidade.

71


A confirmar esta ideia surgem 61% dos inquiridos que revelaram nunca terem

procurado qualquer médico ou especialista para ajudar a solucionar este

problema, por "não sentiram necessidade".

DORES RELACIONADAS COM A UTILIZAÇÃO DA MOCHILA

LI 1 8 « •-o 1 % l 8 n -s s si n ai

q M

►—i î < Vi

i—t

LOCALIZAÇÃO DAS DORES

O

O

u

P.

01

O

CONSULTA MEDICA RESULTANTE DAS

DORES

S -9

s ÎT

1

a i

41 s nd s r r l

■H £ S Si r j

*rt H a % s in

V, rd

O o A < a eu

s o < s

Figura 18 - Relação entre dores sentidas supostamente relacionadas pelo

transporte da mochila, sua localização e procura ou não de tratamento das

mesmas.

72


4.2. ESTUDO EXPERIMENTAL DA MARCHA E DO EQUILÍBRIO

Sempre que apresentemos figuras ou quadros demonstrativos dos resultados,

verificados para cada parâmetro em análise, estes, referir-se-ão a um sujeito

apenas, o qual representa aquele que melhor caracteriza o padrão observado

nos restantes elementos da amostra.

De igual modo, algumas tabelas e quadros de determinados dados traduzem

os resultados da amostra global, para as variáveis em questão.

4.2.1.1. A MARCHA - FORÇA DE REACÇÃO DO SOLO

De seguida apresentamos os valores absolutos da força vertical (FZ) durante

os dois picos máximos e pico mínimo, assim como as respectivas construções

gráficas, durante os apoios, com o pé direito e com o pé esquerdo.

Os resultados expressos no Quadro 1 e visualizados graficamente na figura 18,

para além de revelarem o esperado crescimento do valor da força com a

elevação do nível de carga transportada, registam uma tendência para

aumentar a duração dos eventos seleccionados para a componente vertical da

FRS e aumentar a duração do apoio simples.

73


Quadro 1 - Valores médios e desvios padrão (±) da força FZ (N) e variação de

tempo (s) em que ocorrem os eventos indicados, para cada nível de carga e

para ambos os pés, no total da amostra.

Carga/Pé FZmáxI T FZmáxI Fzmín T Fzmín FZmáx2 T FZmáx2 T Apoio

0% Pé D

0% PéE

439,3 ±64,9 0,15 ±0,02 315,8 ±55,1 0,30 ±0,05 425,3 ±70,7 0,54 ± 0,05 0,74 ±0,07

434,3±64,4 0,14±0,04 311,1 ±54,2 0,31 ±0,06 424,3±62,8 0,58±0,06 0,76±0,07

15% Pé D

15% PéE

501,4 ±89,8 0,15 ±0,02 341,9 ±49,9 0,30 ±0,03 489,5 ±76,3 0,55 ±0,05 0,75 ±0,06

497,3 ±83,4 0,16 ±0,04 344 ± 57,9 0,32 ±0,05 493,7 ± 75,4 0,57 ±0,05 0,75 ±0,06

30% Pé D

30% Pé E

528,9 ±97,2 0,19 ±0,08 383 ±61,9 0,34 ±0,08 530,2 ± 73,3 0,59 ±0,06 0,79 ±0,08

538,7 ±85,8 0,18 ±0,07 388,9 ±71,4 0,34 ±0,08 530,7 ± 70,4 0,59 ±0,07 0,78 ±0,07

De acordo com os resultados expressos na figura 19, o que de mais relevante

se destaca é o aumento da duração do contacto, em função da elevação do

valor da carga, que se traduz, igualmente, por uma maior variação de tempo

necessário a que ocorrem os dois picos máximos e o pico mínimo de Fz.

Figura 19 - Representações gráficas dos picos máximos e mínimo de força vertical (FZ) absoluta, nas três situações de carga, durante o apoio, para o pé direito e pé esquerdo, respectivamente.

74


Este aumento na duração do apoio simples, em função do acréscimo na

magnitude da carga transportada, é também documentada nos trabalhos de

MARTIN e NELSON (1986), CHARTERIS (1998) e BEZERRA et ai. (1999).

Contudo, WONG e HONG (1997) verificaram o oposto. Estes investigadores

observaram uma diminuição significativa do tempo de apoio simples de cada

pé, com uma carga de 20% do peso corporal nos indivíduos estudados, quando

comparada com situações de utilização de cargas inferiores, ou mesmo, sem

carga.

Nos quadros 2 e 3 apresentamos valores normalizados da força, à

percentagem do peso total (indivíduo com a mochila) e do tempo, à duração

total da fase de apoio simples, respectivamente.

Quadro 2 - Magnitude das variáveis da Força de Reacção do Solo (valores

médios e desvios padrão) normalizadas (expressas em % do peso total), para a

amostra, constituída por 11 sujeitos.

Carga / Pé FZmáxI Fzmín * FZmáx2 FYmáx Fymín FXmáx Fxmín

0% Pé D

0% Pé E

111.9 ±7.0 80.5 + 4.2 107.2 + 3.3 19.9 + 2.8 18.0 + 5.9 7.6 ± 2.8 3.3 + 1.8

110.5 ±6.8 79.9 ±5.6 107.7 ±6.4 21.3 ±3.4 17.8 ±2.6 3.7 ±2.0 5.5 ±1.9

15% Pé D

15% PéE

110.6 ±7.2 75.6 ±4.7 108.2 ±4.6 20.7 ± 3.0 18.9 ±3.1 8.5 ±3.5 3.4 ±1.9

110.5±7.2 75.5±5.2 109.0 ±4.1 21.9 ±2.4 17.9 + 3.1 3.0 + 1.7 5.2 ±1.4

30% Pé D

30% Pé E

106.0 ±10.7 75.9 ±3.7 107.1 ± 7.8 20.7 ±2.4 19.3 ±3.4 7.9 ± 3.9 3.2 ± 2.3

107.1 ±7.1 76.8 ±5.8 107.1 ± 7.5 20.6 ± 3.9 18.3 ±2.7 3.3 ±1.8 4.9 ± 2.0

* Variáveis que sofreram alterações significativas (p< 0,05) em função do transporte

diferenciado de cargas.

Os valores da força vertical, sem carga, para os dois picos máximos, aqui

apresentados, estão de acordo com a literatura, nomeadamente com os

75


estudos de SIMON et ai. (1981), em que verificaram valores que se

superiorizavam entre 5 e 12,5% ao valor do peso corporal, embora AMADIO e

BARBANTI (2000) refiram para o mesmo aumento, valores entre 10 a 30%.

De acordo com os dados expostos no quadro 2 e na figura 20, na componente

vertical, a magnitude normalizada do primeiro pico (Fzmáxl ) sofreu alterações

em função da carga transportada, registando-se uma ligeira tendência de

diminuição à medida que se elevou o valor da carga. Esta tendência

decrescente, da magnitude máxima deste indicador de sobrecarga no aparelho

locomotor, diverge dos dados obtidos por BEZERRA et ai. (1999), que

registaram um aumento significativo desse valor.

Figura 20 - Representações gráficas dos picos máximos e mínimo de força

vertical (FZ) normalizada ao peso total (sujeito e mochila), nas três situações

de carga, durante o apoio (tempo normalizado à duração total do apoio), para o

pé direito e pé esquerdo, respectivamente.

76


Já no que se refere ao segundo pico máximo desta componente da FRS, os

dados obtidos não revelaram qualquer tendência clara de variação da sua

magnitude, em função da alteração da carga na mochila, embora BEZERRA et

ai. (1999) tenham verificado uma diminuição significativa da magnitude deste

parâmetro, com a utilização de cargas mais expressivas.

A única variável referente à componente vertical da FRS, que sofreu alterações

significativas, foi o pico mínimo desta força (Fzmín), nas comparações entre a

situação sem carga e com carga equivalente a 30% do seu PC, para o pé

direito.

Esta variável apresentou uma pequena redução da sua magnitude em função

do aumento da carga, tendência essa generalizável, também, para o pé

esquerdo.

Do mesmo modo, BEZERRA et ai. (1999) verificaram uma diminuição

significativa dos valores de Fzmín, quando eram colocadas cargas acima de 10

kg, nas mochilas transportadas pelos indivíduos deste estudo.

Durante este período, resultante da deflexão do 1o pico máximo da força

vertical, MARTIN e NELSON (1986) consideram que a diminuição deste

parâmetro, possa estar relacionada com o aumento da duração da fase de

duplo apoio.

Segundo os mesmos autores, a duração da fase de duplo apoio é aumentada,

quando se transportam cargas mais expressivas, devido à maior necessidade

de estabilidade e de equilíbrio dinâmico durante a marcha. Por outro lado, o

risco de sobrecarga para o aparelho locomotor vê-se assim diminuído.

CHARTERIS (1998) refere nos seus estudos, que a duração do duplo apoio

mostrou ser influenciada pelo valor da carga transportada, aumentando com a

elevação desta.

Os restantes parâmetros em análise, referentes às componentes antero

posterior (Fy) e médio-lateral (Fx) da FRS, não registaram alterações

significativas nas suas magnitudes em função do aumento da carga das

mochilas.

77


Apenas o pico mínimo de Fy, relacionado com a frenação do movimento no

ataque do calcanhar ao solo, registou uma ligeira tendência para elevação da

sua magnitude em função do aumento crescente do peso transportado na

mochila. Resultado, aliás, esperado e que confirma uma variação semelhante

deste parâmetro obtida por BEZERRA et ai. (1999).

Em relação às variáveis temporais relativas (ou normalizadas), foi registado um

aumento mais expressivo da duração do primeiro pico máximo e do pico

mínimo de Fz, embora estatisticamente não significativo, entre a situação sem

carga e com carga equivalente a 30% do seu peso corporal. Estes dados estão

de acordo com os resultados obtidos.

COSTA (2000) sugere que a maior duração do pico mínimo (TFz min) possa

ser explicado pela melhor capacidade do organismo em resistir ao momento

externo, nesta fase do apoio, que tende a produzir uma flexão plantar.

Ainda segundo a mesma investigadora, com a idade, provavelmente ocorre o

aperfeiçoamento deste mecanismo, controlando melhor a flexão plantar pelos

dorso-flexores, produzindo uma suave transferência da fase de acomodação do

peso para a fase do apoio plantar total.

Nos restantes parâmetros temporais, não foram observadas alterações

significativas ou qualquer tendência evidente para aumentar ou diminuir o seu

valor, em função do aumento da carga transportada.

Também LINK et ai. (2000), não verificaram alterações significativas nas

características temporais da marcha de crianças trazendo mochilas de pesos

distintos. Estes autores justificaram essa relativa estabilidade pela notável

capacidade de adaptação do organismo às cargas transportadas.

78

Quadro 3 - Valores médios e desvios padrão dos Tempos em que ocorrem os

respectivos eventos estudados (expressos em % do tempo total do apoio

simples correspondente) para o total da amostra.

CARGA D/E

Tfz máxl

Tfz min

Tfz máx2

Tfy máx

TfyO Tfy min

Tfx máx

Tfx min

0% D

0% E

20,1± 1,8 40,3 ±3,7 72,4 ±3,9 84,4 ±1,8 48,8 + 3,1 15,3 ± 2,5 31,5 ±23,2 36,3±43,3

19,6±2,4 38,4 ±5,5 75,3 ± 2,4 84,3 ±1,7 48,8 ± 5,3 12,1 ±3,8 18,5 ±36,9 27,7 ± 22,0

15% D

15% E

20,5±2,4 40,4 ±5,0 73,3 ±4,6 83,9 ±1,7 49,5 ±5,3 16,2 ±2,1 26,2 + 18,2 27,2 ± 37,9

21,4±3,3 41,5±4,3 75,3±2,6 84,6 ± 2,7 48,4 ± 5,0 16,3±3,6 17,9±29,1 38,5±27,9

30% D

30% E

23,0±6,3 42,5 ±5,9 74,8 ±2,1 84,1 ±1,2 46,9 ±6,0 14,7 ±2,1 23,3 ±12,4 36,3 ±43,3

23,1±3,4 42,8 ±3,5 74,9 ± 2,6 84,4 ±1,3 50,2 ±4,4 16,3 ±1,9 19,8 + 33,1 37,4 ±25,3

A taxa de crescimento da força vertical passiva (TcFzmaxI ), no apoio com o pé

esquerdo, sofreu alterações significativas na passagem da situação sem

mochila para a situação com mochila carregada com o equivalente a 30% do

seu peso corporal.

A sua magnitude diminuiu significativamente com o aumento de carga,

conforme se observa através do quadro 4.

O sentido desta alteração é lógico, desde que ficámos a saber que também

foram alterados, com a carga, a intensidade do primeiro pico de força vertical

(diminuiu) e a variação de tempo para se atingir o mesmo (que aumentou).

Logo, a razão entre estas duas variáveis condicionou a diminuição da Tc

Fzmáxl.

Na taxa de crescimento do segundo pico máximo da força vertical (Tc Fzmáx2),

não foi observada qualquer alteração significativa, facto esse a que não é

alheio o comportamento mais semelhante, nos três níveis de carga estudados,

da componente vertical da FRS, logo após ocorrer a deflexão da curva vertical.

79


Quadro 4 - Valores médios e desvios padrão das Taxas de Crescimento

da Fz1 e Fz2 ( % PT / s ) e do Impulso vertical relativo da mesma ( % ).

Passagem TCFZ1 * TCFZ2 IMP1 IMP2

00 Dir

00 Esq

5.32 ±0.48 4.63 + 0.82 19.0 ±2.02 28.3 ± 3.95

5.80 ±0.72 4.26 ±0.61 19.3 ±1.96 30.4 ± 3.61

15 Dir

15 Esq

5.22 ±0.56 4.45 ±0.70 19.1 ±2.40 28.2 ± 4.71

5.16 ±0.62 4.71 ±0.78 19.7 ±1.73 30.0 ±4.21

30 Dir

30 Esq

4.65 ±1.34 5.04 ±1.01 19.0 ±2.60 30.1 ±4.66

4.68 ±0.47 4.81 ±0.37 19.1 ±2.08 30.0 ± 4.02

* Variáveis que sofreram alterações significativas (p< 0,05) em função do transporte diferenciado de cargas.

AMADIO e COSTA (1992) relacionam valores baixos da taxa de crescimento

da "força passiva" (TcFzl ) com um melhor controlo da distribuição das forças

na marcha, no sentido de atenuar o impacto, protegendo as estruturas passivas

do aparelho locomotor evolvidas nesse mecanismo de absorção do choque

mecânico.

Os impulsos verticais relativos não apresentaram alterações significativas, em

função do aumento de carga nas mochilas, conforme se observa pelo quadro 4,

tendo-se verificado mesmo uma certa estabilidade no seu valor, nas três

situações de carga testadas.

80


4.2.1.2. A MARCHA - DISTRIBUIÇÃO DA PRESSÃO PLANTAR

Os resultados apresentados, reflectem apenas a análise qualitativa da

distribuição da pressão plantar, observada durante o estudo da Marcha.

A expressão quantitativa dos valores da pressão, da força e da área plantar

activados durante o apoio não foi considerada pelos motivos explicados na

apresentação da metodologia empregue no estudo.

Tendo cada sujeito realizado três passagens sobre a plataforma com o pé

direito, e outras tantas com o pé esquerdo, a tarefa para encontrar um padrão

de distribuição de pressões plantares revestiu-se de elevada complexidade.

Concretamente, constatámos uma grande variabilidade na forma de realizar os

apoios com cada pé e para o mesmo nível de carga, em cada indivíduo.

A primeira situação observada consistiu na passagem dos sujeitos sem mochila

(0% de carga), tendo-se verificado os seguintes aspectos:

. Na área de pressão IV (AP IV), caracterizada pela zona do calcanhar,

registou-se uma maior pressão na zona exterior do mesmo, conforme

documenta a figura 21.

Esta tendência foi maior quando se observou o apoio com o pé esquerdo.

No entanto, num número considerável de indivíduos da amostra (4),

também se formaram picos de pressão numa zona mais interna ou medial

do calcanhar.

• No momento em que se observa a formação de picos de pressão, nesta

estrutura do pé, está a plataforma de forças a registar o primeiro máximo da

componente vertical da FRS.

• Na fase seguinte do apoio, quando o pé assenta totalmente no solo, a

distribuição das maiores pressões evolui do retropé (zona do calcanhar)

81


para o antepé (zona metatársica), normalmente pela região exterior do pé,

exceptuando dois sujeitos da amostra acometidos por "pé raso".

• Na AP III (metatarso lateral) registaram-se picos de pressão, no entanto,

com uma expressão reduzida, em qualquer dos pés.

• Na AP II (metatarso medial), quando ocorre a fase de inversão do pé (apoio

do antepé), verificámos a formação de zonas de elevada pressão (picos)

caracterizando a propulsão que se verifica nesta fase do ciclo da marcha.

Nesta área também se observaram valores significativos de pressão, ainda

durante o apoio total do pé, sem contudo darem origem à formação de picos

de pressão.

• De realçar que o momento em que é registado na plataforma de forças o

segundo pico (máximo) da componente vertical da FRS, corresponde ao

instante em que se formam picos de pressão plantar, observado nas

palmilhas. Para a maioria dos indivíduos da amostra, estes picos de

pressão formam-se, sobretudo, na AP II.

• Na AP I (hálux), onde ocorre a transferência da fase de apoio para a fase de

balanço, foram registadas pressões apenas nas duas últimas imagens

(frames) do apoio.

Figura 21 - Representações 2D e 3D da distribuição da pressão plantar durante

o apoio no ciclo da marcha para o sujeito 5, sem mochila.

82


Na situação seguinte, os sujeitos realizaram o percurso com a mochila

carregada com 15% do seu peso corporal e, como traduz a figura 22, verificou-

se que:

• Os registos de maiores pressões aconteceram sobretudo na fase de apoio

do retropé (ataque do calcanhar ao solo), prolongando-se um pouco mais,

ainda durante a fase do contacto de todo o pé.

• Em ambos os pés, na AP IV, formaram-se picos de pressão numa zona

mais interna, mas também se registaram elevadas pressões na região

centro/ exterior do calcanhar.

• Na AP III, há registos expressivos de pressão plantar, durante a fase de

apoio de todo o pé, e com pouca expressividade para a maioria dos

indivíduos, na fase de propulsão do apoio (antepé).

• Já na AP II, formaram-se picos expressivos de pressão plantar,

particularmente durante a fase de propulsão (antepé).

• Na AP I verificámos a formação de picos de pressão, durante a fase final da

propulsão (apoio do hálux), em apenas cerca de metade dos sujeitos

observados.

Nos restantes casos, a pressão foi pouco expressiva ou mesmo inexistente,

quanto ao seu registo.

Figura 22 - Representações 2D e 3D da distribuição da pressão plantar

durante o apoio no ciclo da marcha para o sujeito 5, com 15% de carga na

mochila.

83


A passagem dos sujeitos com uma mochila, transportando o equivalente a 30%

do seu peso corporal, de acordo com o documentado pela figura 23, revelou:

• A formação de picos de pressão expressivos na AP IV, independentemente

do pé observado, localizando-se mais exteriormente, em metade dos

sujeitos da amostra, e nos restantes, essas elevadas pressões centravam-

se na região interna. Para além deste aspecto, também foi evidente, nesta

área, uma pressão geral superior e uma maior superfície do calcanhar com

pressões expressivas, em relação às duas situações analisadas

anteriormente, de acordo com o incremento de carga verificado.

• Na AP III registámos elevadas pressões, especialmente durante a fase do

contacto do mediopé, e imediatamente antes da elevação do calcanhar.

Todavia, durante a fase em que ocorre a propulsão final, também foram

registadas pressões significativamente altas, em grande parte da amostra.

• No entanto, nesta fase, onde apenas contacta a região do antepé, a maior

expressão de picos de pressão plantar situou-se na AP II.

• Na região do hálux (AP I), apenas se observam picos de pressão plantar na

fase final do apoio, na generalidade dos indivíduos observados.

• Salientamos ainda, que a sobreposição dos dados temporais, obtidos

através das palmilhas, com os dados provenientes da plataforma de forças,

permitiu verificar que, aquando da formação do primeiro pico da força

vertical, já se registavam pressões no mediopé e, com alguns sujeitos,

também no antepé. Isto permite sugerir que, para este nível de carga, o

toque inicial do pé na plataforma, se fizesse com um precoce assentamento

plantar do pé.

84


Figura 23 - Representações 2D e 3D da distribuição da pressão plantar

durante o apoio no ciclo da marcha para o sujeito 5, com 30% de carga na

mochila.

Seguidamente, apresentamos os resultados da distribuição da pressão plantar

em três momentos do contacto do pé no solo, conforme ilustrado nas figuras 24

e25.

O primeiro, de localização no retropé, inicia-se com o toque do calcanhar no

solo e que se prolonga até ao momento em que a força vertical atinge o seu

primeiro pico máximo. O segundo, relativo ao mediopé, circunscreve-se ao

período entre o registo dos dois picos máximos da força vertical e, por último,

no antepé, que vai do segundo pico máximo da componente vertical da FRS

até ao final do contacto do pé no solo.

Figura 24 - Sequência das fases do contacto do pé no solo (apoio do retropé,

mediopé e antepé).

85


Ataque do calcanhar no solo Meio do apoio Propulsão

Retropé Mediopé Antepé

Figura 25 - Representação gráfica do padrão de comportamento da

componente vertical da FRS, durante o apoio simples na marcha, evidenciando

as fases da curva representativas do retropé, mediopé e antepé.

Por forma a fornecer uma perspectiva mais global, e de síntese, da evolução

da distribuição das pressões plantares ao longo do apoio, em função da carga,

e que aqui, resumimos a três etapas. A figura 26 pretende reproduzir

RETROPÉ MEDIOPÉ ANTEPÉ

PÉ DIREITO

0%-15%-30% 0% - 15% - 30% 0% - 15%-30%

PÉ ESQUERDO

0% - 1 5 % - 30% 0% - 15% - 30% 0%-15%-30%

Figura 26 - Evolução da distribuição das pressões plantares com o aumento da

Carga, no Sujeito 5 (em ambos os apoios).

86


4.2.2.1. O EQUILÍBRIO - A FORÇA DE REACÇÃO DO SOLO

De acordo com um dos objectivos específicos que nos propusemos realizar

neste estudo, fomos avaliar a influência da carga na potência (magnitude)

relativa do sinal estabilométrico, nas quatro bandas de frequência do espectro

de 0 a 2 Hz.

Foram consideradas as direcções ântero-posterior (y) e médio-lateral (x) do

movimento oscilante produzido durante o teste de equilíbrio.

Após a aplicação do teste ANOVA, verificámos não existirem, na generalidade,

variações significativas, qualquer que seja a direcção do movimento

considerada, nas bandas de frequência definidas, em função do factor carga. A

excepção vai para a faixa dos 0,2 aos 0,5 Hz (B3), nos movimentos de direcção

ântero-posterior.

Estes dados confirmam as conclusões de MOCHIZUKI et ai. (1999), segundo

as quais os autores defendem que, nas posturas de duplo apoio, verifica-se

que as maiores oscilações são realizadas na direcção ântero-posterior.

Dos dados obtidos e registados no Quadro 5 podemos ainda inferir que,

apenas na banda de frequência mais baixa, do espectro considerado, se

verificou uma tendência para diminuir a potência média relativa do sinal

estabilométrico em função do aumento de carga. Nas restantes bandas,

verificámos uma tendência inversa, sendo significativo o aumento da potência

média relativa apenas na banda que vai dos 0,2 aos 0,5 Hz e na passagem de

0 para 15% do PC de carga.

87


Quadro 5 - Média e desvio padrão da potência média relativa, das bandas de

frequência, de 0 a 2 Hz, nas oscilações ântero-posteriores.

b1y b2y b3y * b4y

0% 10.9 ±1.37 0.64 ±0.32 0.44 ±0.27 0.13 ±0.08

15% 9.64 ±1.96 1.03 ±0.76 1.26 ±0.82 0.21 ±0.11

30% 8.72 ±2.91 1.23 ±0.77 0.88 ±0.69 0.22 ±0.14

* Variáveis que sofreram alterações significativas (p< 0,05) em função do transporte


Os dados sugerem que a magnitude do sinal (potência), registada nesta banda

de frequência, é significativamente maior na situação de equilíbrio com mochila

pesando 15% do PC, quando comparada com a situação de controlo (sem

mochila).

Contudo, para cargas superiores (30% do PC), a magnitude do sinal, embora

superior à verificada na situação sem mochila, quando comparada com a

mochila com 15% do PC diminui, aproximando-se dos valores obtidos sem

mochila.

De realçar que, na faixa de frequência entre 0,1 e 0,5, IMBIRRA (1997) afirma

estarem presentes fenómenos relevantes, tais como a frequência respiratória,

sendo, inclusive, responsável por parte das oscilações verificadas.

Conforme se observa a partir do Quadro 6, nas oscilações médio-laterais,

verificámos uma tendência para um aumento dos ganhos na banda de

frequência mais baixa (0 a 0,1 Hz) com a elevação do nível de carga. Nas

restantes bandas observámos uma preponderância para diminuírem os ganhos

entre 0 e 15% de carga e aumentarem entre 15 e 30% de carga.

Embora sem se mostrarem significativas as alterações nos movimentos de

componente médio-lateral, provocadas pela variação do nível de carga, importa

salientar que a potência média relativa do sinal estabilométrico revelou uma

88


tendência para aumentar quando a carga passou de 15 para 30% do PC, em

qualquer das bandas de frequência consideradas.

Quadro 6 - Média e desvio padrão da potência média relativa, das bandas de

frequência, de 0 a 2 Hz, nas oscilações médio-laterais.

b1x b2x b3x b4x

0% 7.72 ±2.72 1.56 ±1.01 1.10±0.66 0.27 ±0.14

15% 8.91 ±1.31 1.35 ±0.5 0.92 ± 0.34 0.2 ±0.07

30% 9.24 ±4.95 1.85 ±1.29 1.17 + 0.57 0.24 ±0.14

Quanto à outra variável em estudo, verificámos que os dados relativos à área

de oscilação do CP, durante os 30 segundos do teste do equilíbrio, apresentam

diferenças estatisticamente significativas, quer nos movimentos ântero-

posteriores, quer nos movimentos médio-laterais, em função da variação da

carga transportada na mochila.

Os indivíduos da amostra revelaram uma tendência geral para um aumento dos

movimentos oscilantes, ântero-posteriores e médio-laterais, em função do

aumento da magnitude de carga transportada.

Na direcção médio-lateral, esse aumento só foi significativo na passagem para

cargas mais expressivas (15 para 30% do PC). Importa referir que os

indivíduos com uma carga de 15% do PC revelaram uma maior estabilização

dos movimentos nesta direcção, quando comparados com a situação sem

mochila.

Já com as oscilações de componente ântero-posterior, foi observada uma

tendência para aumentar a sua magnitude com a elevação do nível de carga

utilizado , sendo esse aumento significativo na passagem de 0 para 30% do

PC.

89


Os resultados do Quadro 7 demonstram que a amplitude da área, percorrida

pela migração do CP, é substancialmente superior na situação de carga, com a

mochila transportando 30% do seu PC. Contudo, apesar de se verificar um

aumento expressivo da área, este não foi considerado significativo,

supostamente justificado pela alta variabilidade inter-individual que caracterizou

a amostra, como se poderá inferir dos dados relativos ao seu desvio padrão.

Quadro 7 - Média e desvio padrão das migrações do CP, médio-laterais e

ântero-posteriores, e da área resultante, nos 30 s do teste de equilíbrio bipodal.

X(mm) * Y (mm) * AREA (mm2)

0% 25.73 + 12.49 20.52 + 7.41 63.53 + 42.17

15% 22.04 + 5.69 26.09 ±6.81 59.15 + 25.06

30% 32.12 + 7.70 30.82 + 10.62 102.78 + 59.53

• Variáveis que sofreram alterações significativas (p< 0,05) em função do transporte


Da figura 27 podemos observar a tendência verificada para um aumento das

oscilações segundo as direcções médio-laterais e ântero-posteriores (em

especial ), com a elevação do nível de carga utilizado nas mochilas.

CARGA 0% 15% ~ 30%

Figura 27 - Área de migração do CP, em cada situação de carga, durante o

teste de Equilíbrio de 30 s, do indivíduo 7.

90


4.2.2.2. O EQUILÍBRIO - DISTRIBUIÇÃO DA PRESSÃO PLANTAR

Conforme documenta a figura 28, durante a equilibração bipodal, realizada sem

mochila, os indivíduos apresentaram distribuições da Pressão Plantar que

evidenciaram:

• Registos de grande pressão na área do retropé (AP IV), particularmente na

sua região interna.

• Nas restantes áreas plantares, a pressão registada foi nula ou pouco

expressiva, estando esta associada sobretudo à região do metatarso lateral

(AP III), embora também surjam casos com alguma expressão de pressão

plantar na AP II. Contudo, estas nunca chegam a aproximar-se das

magnitudes verificadas na AP IV.

• Em todos os indivíduos da amostra não se verificou a activação da AP I,

neste nível de carga.

• Outro aspecto, que nos parece relevante, é o facto de, para todos os

indivíduos da amostra, e em todos os casos se observar que um dos pés

regista valores superiores de pressão plantar e maiores superfícies

plantares dos pés, activadas.

Figura 28 - Distribuição da pressão plantar no sujeito 2, sem mochila (0% de

carga).

91


Para uns trata-se do pé direito e, para outros, do pé esquerdo. Esta situação

vem, mais uma vez, comprovar a grande variabilidade inter-individual da

amostra, no que respeita às diferenças podológicas e de lateralidade.

Outros autores, utilizando amostras constituídas por sujeitos adultos de ambos

os sexos, têm verificado tendência semelhante, para se registarem pressões na

região do retropé bem superiores às verificadas no antepé durante o equilíbrio

bipodal.

GRIEVE e RASHDI (1984) encontraram pressões 1,74 vezes superiores e

CAVANAGH et ai. (1987) chegaram a valores de 2,6 mais elevadas. Mais

concretamente, estes últimos autores, com uma amostra de 107 indivíduos,

puderam verificar que, durante a manutenção da posição vertical bípede

estacionária, 60,5% do peso se concentra no calcanhar, 7,8% no mediopé,

28,1% no antepé e 3,6% nos dedos.

Dum estudo realizado por BETTS et ai. (1980), acerca da distribuição dos picos

de pressão plantar pelo retropé e antepé, os autores utilizaram 29 crianças na

posição de pé, tendo encontrado uma pressão aproximadamente 1,94 vezes

superior no calcanhar do que na parte anterior do pé.

Com 15% de carga observámos valores mais elevados de pressão distribuída

por uma maior superfície plantar, quando comparada com a situação de 0% de

carga. Contudo, a formação de picos de pressão continua a ser exclusiva da

AP IV, conforme se observa a partir da figura 29.

Podemos ainda realçar que a região do antepé e, particularmente, dos dedos,

apresenta uma participação pouco expressiva (e nalguns casos, mesmo nula),

no apoio e registo de pressões, para este nível de carga,.

92


Figura 29 - Distribuição da pressão plantar no sujeito 2, com 15% de carga na

mochila.

Como se pode observar a partir da figura 30, com uma carga correspondendo a

30% do seu peso corporal, aumenta a superfície plantar com registos de

pressão.

Os picos de pressão verificados na região do calcanhar (AP-IV) são de maior

magnitude e representam a região do pé onde a carga produz um efeito mais

intenso.

Figura 30 - Distribuição da pressão plantar no sujeito 2, com 30% de carga na

mochila.

93


Realçámos ainda uma maior expressão da pressão registada nas AP II e AP III,

tendo alguns indivíduos apresentado picos de pressão na região do metatarso

medial (AP II).

Conforme traduz a figura 31, a elevação do nível de carga é responsável por

uma maior superfície do pé que regista pressões plantares.

Do mesmo modo, mantém-se a tendência para os picos mais expressivos de

pressão plantar se localizarem na zona do calcanhar (AP I). No entanto importa

registar que também na AP II se formam picos de pressão, embora de menor

expressividade, e apenas na condição de carga mais intensa (30% do PC).

0 % de carga 15% de carga 30 % de carga

Figura 31 - Equilíbrio bipodal do sujeito 2, com variação do nível de carga na

mochila (0% -15% -30%).

94


5. CONCLUSÕES

As crianças do nosso estudo não transportam nas suas mochilas escolares, ao

longo da semana, um peso médio considerado excessivo, pela generalidade

dos estudos produzidos nesta área. Todavia, os mesmos estudos admitem que

o transporte de cargas equivalentes a 15% do peso corporal (valor médio

semanal do peso da mochila carregada, verificado no nosso estudo), seja tido

como limite máximo para evitar repercussões agudas, nomeadamente ao nível

postural.

O transporte de mochilas com cargas mais expressivas (30% ou mais do seu

PC) é pouco realizado, no entanto, para 50% dos alunos, a sua mochila

transporta semanalmente uma carga que ultrapassa esse limite máximo (entre

15% e 30% do PC).

Dos resultados obtidos ao inquérito aplicado, podemos concluir que a maioria

dos alunos, embora considere "pesada" ou "muito pesada" a sua mochila,

pensa que a mesma é confortável. Este facto poderá ter que ver com a forma

correcta com que os sujeitos realizam o transporte da mochila, pois 79% destes

refere que utiliza as duas alças da mesma para a distribuição da sua carga por

ambos os ombros.

Apesar desta percepção positiva em relação ao conforto proporcionado pela

sua mochila, a maioria dos alunos confessa já ter sentido dores musculares,

supostamente relacionadas com o transporte da mesma. Contudo é reduzida a

percentagem dos alunos já procuraram ajuda médica, ou outro tipo de ajuda,

para melhorarem dessa sintomatologia ( apenas 15%).

No que respeita ao estudo experimental por nós encetado, concluímos que

existem repercussões biomecânicas agudas na marcha e na equilibração em

função do aumento do peso transportado na mochila.

Esta constatação consubstancia-se nos seguintes resultados: na diminuição

significativa do pico mínimo de força vertical (Fzmín) e na diminuição

95


significativa da taxa de crescimento do primeiro pico máximo desta força (TC

Fzmáxl), registada durante a marcha, com a mochila transportando 30% do

seu PC.

Contudo, também verificámos que estas consequências agudas se traduzem

em adaptações do organismo, no sentido de permitir ao indivíduo ver reduzida

a sobrecarga imposta pelas cargas mais expressivas (30% do seu PC). Com

efeito, os resultados obtidos através das palmilhas transdutoras de pressão

plantar, sugerem que os sujeitos realizem uma menor flexão dorsal do pé, no

contacto inicial deste com o solo, antecipando o apoio total do pé. Com estas

adaptações, o organismo tende a promover a maior estabilidade do equilíbrio

dinâmico, sobretudo quando a este está associado o transporte das cargas

mais expressivas.

Em relação ao equilíbrio bipodal estático, concluímos existirem alterações

biomecânicas agudas na equilibração, particularmente, com cargas mais

expressivas (30% do seu PC), que se consubstanciam nas seguintes:

Num aumento significativo da área resultante da migração do CP, com a carga,

especialmente nos movimentos ântero-posteriores, mas também nos de

direcção médio-lateral.

Numa maior variação da magnitude dos ganhos do sinal estabilométrico, com a

carga, na gama de frequências que vai dos 0,2 aos 0,5 Hz.

Apesar de termos verificado existirem repercussões biomecânicas agudas na

marcha e na equilibração em função do aumento de carga transportada, não

nos é possível concluir acerca dos efeitos crónicos, reflectidos nos indivíduos

que realizam regularmente esse transporte, em virtude do nosso estudo não

apresentar uma natureza longitudinal. Todavia, somos levados a considerar da

hipotética possibilidade de sofrerem consequências residuais a prazo, para as

quais os pais e os professores, especialmente, de Educação Física, devem

estar atentos, nomeadamente procurando intervir no sentido de as minorar.

96


7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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108

Actividade Física Adaptada

8. ANEXOS

109


Lê com atenção o seguinte questionário e tenta responder a todas as perguntas com sinceridade e sem precipitação. Se tiveres dúvidas em alguma questão, pergunta ao professor.

QUESTIONÁRIO

Nome (primeiro e último) Idade Sexo Ano Turma N° M F

1. Quando vais para a Escola levas uma MOCHILA?

(Usa uma cruz para responderes)

SIM, todos os dias em que tenho aulas SIM, todos os dias menos à

(ex: terça-feira à tarde, quinta-feira todo o dia, etc)

2. Como levas a tua mochila para a Escola?

(Responde a todas as possibilidades com uma cruz)

Nunca Rara-Mente

Poucas vezes

As vezes

Muitas vezes

Sempre

As costas, apoiada nos dois ombros Apoiada num só ombro

Segura pela mão

Debaixo do braço

Arrastando-a pelas rodas

De outra forma. Qual:


3. Descreve-nos a tua mochila.

Normalmente, a tua mochila é:

Confortável Pouco confortável Desconfortável

Muito pesada Pesada Peso "normal" Leve

4. Na tua mochila, costumas trazer, para além de livros e cadernos: (Usa uma cruz para resposta)

Material desportivo Material de Desenho Lanche Outras coisas. Ex:

5. Durante o transporte da tua mochila, ou depois de a utilizares nas tuas deslocações, costumas sentir dores?

(Coloca tantas cruzes quantas achares importantes para responderes totalmente à questão)

Nas Costas

Nos Ombros

No Pescoço

NÃO SIM, raramente SIM, ás vezes SIM, muitas vezes SIM, sempre

6. Já alguma vez tiveste que consultar um médico, ou outro profissional de saúde (massagista, enfermeiro, "endireita", etc) por causa dessas dores?

(Assinala as afirmações correctas com uma ou mais cruzes).

SIM, por causa de dores nas costas SIM, por causa de dores nos ombros SIM, por causa de dores no pescoço NÃO, porque não senti necessidade NÃO, embora sinta necessidade NÃO, mas em breve irei a uma consulta por causa de dores (costas/ ombros/ pescoço)

O questionário terminou.

Obrigado pela tua colaboração!

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